CN104166149B - 基于mems传感器的室内信号采集方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置。该方法包括：以室内路径起始点作为微机电***MEMS传感器的坐标原点；使MEMS传感器沿室内路径运动，在运动过程中，利用MEMS传感器计算室内路径上采集点的测量坐标位置，并且在采集点采集无线信号的指标参数；根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，计算采集点的物理坐标位置；获得采集点的物理坐标位置与采集点对应的无线信号指标参数的对应关系。通过本发明提供的技术方案实现了室内信号自动采集测量，不仅提高了采集测量位置与信号参数对应关系的精度，而且提高了采集测量效率。

Description

基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置

技术领域

本发明涉及定位导航领域，特别涉及一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置。

背景技术

为提供室内定位的服务，需要首先测量室内的各种可用于定位的信号指标，例如WiFi、基站信号的强度。通常使用打点路测的方法来测量各种信号。

该方法首先设定室外GPS信号的基准点。接下来，由测量人员步入室内，每行至一个测量点，根据该测量人员在室内的位置，估计其在移动终端的屏幕地图的大致位置，通过在屏幕地图打点来记录测量点的地图位置。同时，在该测量点使用信号测试设备测量所在位置的信号参数，如WiFi信号或者基站信号的信号强度信息。接下来，利用在屏幕地图上打点的地图位置计算测量点的经纬度，以获得位置与信号参数的对应关系。

然而，在这种方法中，打点位置是通过测量人员估计位置来确定，不仅可能估计位置不准确，同时，测量人员在各个测量位置进行手工打点操作，以在屏幕地图上生成测量点，可能因为点击范围过大或者点击位置偏差，使得记录的位置点不准确，进一步降低了测量位置的测量精度，导致位置信息与信号参数的对应关系不正确，并且作业时间长。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，所要解决的一个技术问题是：提供一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置，以实现室内信号自动采集测量。

本发明实施例提供的一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法，以室内路径起始点作为微机电***MEMS传感器的坐标原点，所述方法包括：

使MEMS传感器沿所述室内路径运动，在运动过程中，利用所述MEMS传感器计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置，并且在所述采集点采集无线信号的指标参数；

根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置；

获得所述采集点的物理坐标位置与所述采集点对应的无线信号指标参数的对应关系。

优选地，利用所述MEMS传感器计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置，具体包括：

按照预定的时间间隔，所述MEMS传感器计算运动所至当前位置的测量坐标位置，所述当前位置为所述室内路径上的采集点。

优选地，所述起始点的物理坐标位置为预先获得的所述起始点的经纬度；或者

所述方法还包括：

在所述起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得所述起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

优选地，根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置，具体包括：

基于所述坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用所述起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置。

优选地，所述无线信号包括WiFi信号或者蜂窝信号；

所述WiFi信号的指标参数包括WiFi热点的SSID、MAC地址、WiFi信号强度；

所述蜂窝信号的指标参数包括蜂窝信号的蜂窝小区ID、蜂窝信号的信号强度。

本发明实施例提供的一种基于MEMS传感器的室内信号采集装置，所述装置包括：

微机电***MEMS传感器，所述MEMS传感器以室内路径起始点作为坐标原点，所述微机电***MEMS传感器，用于沿所述室内路径运动，在运动过程中，计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置；

信号采集单元，用于在所述采集点采集无线信号的指标参数；

计算单元，用于根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置；

输出单元，用于获得并输出所述采集点的物理坐标位置与所述采集点对应的无线信号指标参数的对应关系。

优选地，所述装置还包括：

计时单元，用于按照预定的时间间隔进行计时；

所述MEMS传感器，具体用于按照所述预定的时间间隔，计算运动所至当前位置的测量坐标位置，所述当前位置为所述室内路径上的采集点。

优选地，所述起始点的物理坐标位置为预先获得的所述起始点的经纬度；或者

所述装置还包括：

GPS测量单元，用于在所述起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得所述起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

优选地，计算单元，具体用于基于所述坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用所述起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置。

优选地，所述信号采集单元，具体包括：

WiFi信号采集单元，用于采集WiFi热点的SSID、MAC地址、WiFi信号强度；

蜂窝信号采集单元，用于采集蜂窝信号的蜂窝小区标识、蜂窝信号的信号强度。

基于本发明上述实施例提供的基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置，利用使MEMS传感器沿室内路径运动，在运动过程中，自动计算室内路径上采集点的测量坐标位置，并根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，从而自动获得采集点的物理坐标位置与采集点对应的无线信号指标参数的对应关系，实现了室内信号自动采集测量，无需手工点击操作，不仅提高了采集测量位置与信号参数对应关系的精度，而且提高了采集测量效率。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集方法一种实施例的流程示意图；

图2示出了本发明所提供基于MEMS传感器的室内信号采集方法的室内路径示意图；

图3示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置一种实施例的结构示意图；

图4示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

本发明实施例所使用的微机电***（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）传感器可以为MEMS惯性传感器或者其它传感器，可以包含陀螺仪、加速度计、磁力计、压力计等组件，通过集成电路等集成到电子产品中。

以MEMS惯性传感器为例，其主要由陀螺仪和加速度计组成。陀螺仪和加速度计输出的结果是角速度和加速度经过时间积分而得到的。通过携带MEMS惯性传感器设备运动，利用运动的距离和方向来自动计算运动终点基于原点坐标的当前位置。

参见图1所示，图1示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集方法一种实施例的流程示意图。该实施例提供的基于MEMS传感器的室内信号采集方法中，以室内路径起始点作为微机电***MEMS传感器的坐标原点，该方法包括：

101，使MEMS传感器沿室内路径运动，在运动过程中，利用MEMS传感器计算室内路径上采集点的测量坐标位置，并且在采集点采集无线信号的指标参数；

102，根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，计算采集点的物理坐标位置；

103，获得采集点的物理坐标位置与采集点对应的无线信号指标参数的对应关系。

本发明上述实施例提供的基于MEMS传感器的室内信号采集方法中，利用使MEMS传感器沿室内路径运动，在运动过程中，自动计算室内路径上采集点的测量坐标位置，并根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，从而自动获得采集点的物理坐标位置与采集点对应的无线信号指标参数的对应关系，实现了室内信号自动采集测量，不仅提高了采集测量位置与信号参数对应关系的精度，而且提高了采集测量效率。

根据本发明方法实施例的一个具体示例，利用MEMS传感器计算室内路径上采集点的测量坐标位置，具体包括：

按照预定的时间间隔，MEMS传感器计算运动所至当前位置的测量坐标位置，当前位置为室内路径上的采集点。

参见图2所示，该图示出了本发明所提供基于MEMS传感器的室内信号采集方法的室内路径示意图。

其中起始点的物理坐标位置为预先获得的起始点的经纬度，也可以在起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

如图2中，室内路径的起始点（即图中的出发点）可以是在室内的窗口或者门口处，在这些位置更能够监测到GPS信号。图2中的采集点为按照预定的时间间隔，MEMS传感器运动所至当前位置，即各个采集点。MEMS传感器在各采集点获得测量坐标位置。

根据本发明方法实施例的一个具体示例，根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，计算采集点的物理坐标位置，具体包括：

基于坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置。由于室内路径起始点作为MEMS传感器的坐标原点，MEMS传感器测量的采集点的测量坐标位置以该坐标原点为基础，能够获得采集点的测量坐标位置相对于该坐标原点的位置偏移。对应到物理坐标位置，在获得起始点的物理坐标位置，根据该位置偏移关系，通过在测量坐标系与物理坐标系之间的映射，获得采集点的物理坐标位置。

示例性地，上述各实施例中的无线信号包括WiFi信号或者蜂窝信号。WiFi信号的指标参数包括WiFi热点的服务集标识（SSID）、MAC地址、WiFi信号强度。蜂窝信号的指标参数包括蜂窝信号的蜂窝小区标识（Cell ID）、蜂窝信号的信号强度。

参见图3所示，图3示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置一种实施例的结构示意图。该实施例提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置包括：

MEMS传感器301，MEMS传感器以室内路径起始点作为坐标原点，用于沿室内路径运动，在运动过程中，计算室内路径上采集点的测量坐标位置；MEMS传感器301根据具体实现，可以包括陀螺仪模块以及加速度计模块；

信号采集单元302，用于在采集点采集无线信号的指标参数；

计算单元303，用于根据起始点的物理坐标位置与采集点的测量坐标位置，计算采集点的物理坐标位置；

输出单元304，用于获得并输出采集点的物理坐标位置与采集点对应的无线信号指标参数的对应关系。

参见图4所示，图4示出本发明所提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置一种实施例的结构示意图。根据本发明装置实施例的一个具体示例，该装置还包括：

计时单元401，用于按照预定的时间间隔进行计时。MEMS传感器301，具体用于按照预定的时间间隔，计算运动所至当前位置的测量坐标位置，当前位置为室内路径上的采集点。

起始点的物理坐标位置为预先获得的起始点的经纬度。

根据本发明装置实施例的一个具体示例，该装置还包括：

GPS测量单元402，用于在起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

根据本发明装置实施例的一个具体示例，计算单元303，具体用于基于坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置。

根据本发明装置实施例的一个具体示例，信号采集单元，具体包括：

WiFi信号采集单元403，用于采集WiFi热点的SSID、MAC地址、WiFi信号强度；

蜂窝信号采集单元404，用于采集蜂窝信号的蜂窝小区标识、蜂窝信号的信号强度。

该装置还可以包括初始化模块，用于设定起始点的原点坐标(0,0)并与GPS经纬度绑定。

通过将本发明提供的基于MEMS传感器的室内信号采集装置应用于实际的信号采集，原先采集1万平米的室内信号需要4人日，现在仅需要0.5人日，效率是以前的8倍。通过提高自动化采集的频率，采集的数据量是以前的2～3倍，覆盖度显著增加。本发明所提供的方案能够用于基于室内位置服务的应用产品中，提供自动化信号采集测量。

至此，已经详细描述了根据本发明的一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于基于MEMS传感器的室内信号采集装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的基于MEMS传感器的室内信号采集方法与装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (6)

1.一种基于MEMS传感器的室内信号采集方法，其特征在于，以室内路径起始点作为微机电***MEMS传感器的坐标原点，所述方法包括：

使MEMS传感器沿所述室内路径运动，在运动过程中，利用所述MEMS传感器计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置，并且在所述采集点采集无线信号的指标参数；

根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置；

获得所述采集点的物理坐标位置与所述采集点对应的无线信号指标参数的对应关系；

其中，所述起始点的物理坐标位置为预先获得的所述起始点的经纬度；根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置，具体包括：

基于所述坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用所述起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置；

其中，利用所述MEMS传感器计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置，具体包括：

按照预定的时间间隔，所述MEMS传感器计算运动所至当前位置的测量坐标位置，所述当前位置为所述室内路径上的采集点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得所述起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述无线信号包括WiFi信号或者蜂窝信号；

所述WiFi信号的指标参数包括WiFi热点的服务集标识SSID、MAC地址、WiFi信号强度；

所述蜂窝信号的指标参数包括蜂窝信号的蜂窝小区标识、蜂窝信号的信号强度。

4.一种基于MEMS传感器的室内信号采集装置，其特征在于，所述装置包括：

微机电***MEMS传感器，所述MEMS传感器以室内路径起始点作为坐标原点，所述微机电***MEMS传感器，用于沿所述室内路径运动，在运动过程中，计算所述室内路径上采集点的测量坐标位置；

信号采集单元，用于在所述采集点采集无线信号的指标参数；

计算单元，用于根据所述起始点的物理坐标位置与所述采集点的测量坐标位置，计算所述采集点的物理坐标位置；

输出单元，用于获得并输出所述采集点的物理坐标位置与所述采集点对应的无线信号指标参数的对应关系；

其中，所述起始点的物理坐标位置为预先获得的所述起始点的经纬度；计算单元，具体用于基于所述坐标原点与采集点的测量坐标位置的位置偏移关系，利用所述起始点的经纬度，计算获得采集点的经纬度作为采集点的物理坐标位置；

其中，所述装置还包括：

计时单元，用于按照预定的时间间隔进行计时；

所述MEMS传感器，具体用于按照所述预定的时间间隔，计算运动所至当前位置的测量坐标位置，所述当前位置为所述室内路径上的采集点。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

GPS测量单元，用于在所述起始点检测GPS信号，通过GPS信号检测结果获得所述起始点的经纬度，作为起始点的物理坐标位置。

6.根据权利要求4或5所述的装置，其特征在于，所述信号采集单元，具体包括：

WiFi信号采集单元，用于采集WiFi热点的SSID、MAC地址、WiFi信号强度；

蜂窝信号采集单元，用于采集蜂窝信号的蜂窝小区标识、蜂窝信号的信号强度。