一种室内楼层定位方法

付杰尉

摘要：本文提出一种室内楼层定位方法，根据初始楼层以及接入点与初始位置之间的路径损耗精确计算得出的终端对应的多个备选楼层，共同确定出终端所在楼层，可有效提高楼层定位的精确度。

关键词：接入点；备选楼层；初始楼层

中图分类号：TP39 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）04-0107-01

近年来，室内定位是目前无线通信应用的热点，在对用户进行定位的过程中不仅需要解决二维平面内的定位，还需要对用户所在的楼层进行精确判断。目前室内定位方法主要有两大问题，第一是精度偏差较大，在高层建筑中很容易出现楼层定位不准确的问题，第二是有些定位方法定位时需要额外的传感器设备，使得定位方法应用有局限性。

本文提出的室内楼层定位方法采取楼层隔板数估计来进行楼层判别，解决楼层间定位不精确的问题，且对终端无需特别要求，方法适合所有终端系统可应用性更高。

1 定位系统的算法

1.1 定位系统处理过程

本文中定位系统首先根据解析接收到的接入点信息，得到接入点的所在楼层位置及具体位置坐标，若所接收到的接入点在同一个楼层，则确定终端所在楼层，并将接入点确定为目标接入点，根据接收信号强度及目标接入点与终端信号达到的时间，确定终端具体位置坐标；若所接收到的接入点在不同的楼层，则根据多点定位原理，得到终端所在的初始楼层和初始位置，然后根据每个接入点确定备选楼层，若第一备选楼层与初始楼层相同，则确定终端所在楼层；若不同，则通过功率门限值确定目标接入点，根据目标接入点所在的备选楼层确定终端所在楼层。具体操作流程如图1所示。

1.2 接入点信息库

定位设备所解析接入点位置信息包括接入点所在的楼层，以及接入点在所在楼层内具体的位置坐标，各个接入点均具有一个互不相同的MAC（Media Access Control，媒体访问控制）地址，但由于MAC地址的表示形式比较复杂，可采用数字、字母、符号中的任一项或任意多项的组合构成作为标识。表1为本文中接入点信息数据库的存储内容的部分示例。

1.3 确定备选楼层

根据所述第i接入点所在位置与所述初始位置之间的路径损耗附加值、预设的每层楼板增加的路径损耗附加值，以及所述第i接入点所在楼层，定位设备可通过如下六个公式，确定出终端对应的第i备选楼层：

其中，为第i接入点的发射功率，为第i接入点到达所述终端的接收信号强度，为所述第i接入点所在位置与所述初始位置之间的距离，为第i接入点所在位置与所述初始位置之间的的路径损耗，PL为距离1米处的路径损耗，为路径损耗因子，α为线性损耗因子，β为所述预设区域对应的墙体遮挡损耗，FAF为所述第i接入点所在位置与所述初始位置之间的楼层路径损耗附加值。

1.4 确定终端位置

确定目标接入点之后，根据接入点的位置信息得到终端的具体位置。初始楼层和目标接入点判断的条件包括：

（1）若定位设备根据N个接入点中所在楼层不是初始楼层的P个接入点，P小于等于N，则从P个接入点中确定出到达终端的接收信号强度最大的接入点，随后若确定该接入点到达终端的接收信号强度大于等于接收信号强度阈值，则将该接入点作为目标接入点。（2）若定位设备确定所在楼层不是初始楼层的P个接入点中，不存在符合预设条件的接入点，即上述P个接入点中到达终端的接收信号强度的最大的接入点的接收信号强度仍小于接收信号强度阈值，则可直接将初始楼层作为终端所在的楼层。（3）若定位设备若确定具有第一楼层标识的备选楼层的数量大于第一阈值，且具有第一楼层标识的备选楼层与初始楼层不相同，则可直接将初始楼层作为终端所在的楼层。

2 结论

定位设备根据N个接入点到达终端的信号到达时间，确定出终端所在的初始楼层后，根据接入点的接收信号强度，以及根据接入点所在位置与初始位置之间的路径损耗附加值、每楼层板增加的路径损耗附加值、接入点的所在楼层计算出的N个备选楼层，共同确定出终端所在楼層，因而，可有效避免复杂楼宇结构对定位结果的影响，大大提高定位终端所在楼层的精确度，并且相比现有技术，本文无需在定位设备中设置额外的传感器，因而，室内楼层定位方法的适用性也更高。

参考文献

[1]席瑞，李玉军，侯孟书.室内定位方法综述[J].计算机科学，2016，43（4）：1-6.

[2]陈庆国.多点定位算法研究[J].山东交通科技，2011，（5）：5-6.

[3]伊海波，卫文学.基于WIFI的室内定位中AP选择方法研究[J].电脑知识与技术，2016，12（21）：242-244.

[4]邓中亮，王文杰，徐连明.一种基于K-means算法的WLAN室内定位楼层判别方法[J].软件，2012，33（12）：114-117.