DE102009049673A1 - Apparatus and method for generating reference data for a radio-based location system - Google Patents
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Abstract
Beschrieben wird eine Vorrichtung (30) zur Erzeugung eines einer geografischen Referenzposition zugeordneten Referenzmesspakets (RRP), welches der geografischen Referenzposition eine Referenzsenderkennung (MACj) eines Funksenders und eine elektromagnetische Referenzsignaleigenschaft des Funksenders zuordnet, der zumindest in der Nähe der geografischen Referenzposition von einem mobilen Endgerät zu einem Messzeitpunkt empfangbar ist, aus einer Mehrzahl von Messpaketen (GMPn), wobei jedes der Messpakete eine Senderkennung und eine elektromagnetische Signaleigenschaft eines Funksenders aufweist, der an einer geografischen Position zu einem Messzeitpunkt empfangbar ist. Die Vorrichtung (30) umfasst dazu eine Einrichtung (32) zum Auswählen von Messpaketen (GMPi) aus der Mehrzahl der Messpakete (GMPn) gemäß einem Ähnlichkeitskriterium, eine Einrichtung (34) zum Ermitteln von Koordinaten (RRP.x; RRP.y; RRP.z) der geografischen Referenzposition basierend auf Koordinaten von den ausgewählten Messpaketen (GMPi) zugeordneten geografischen Positionen, eine Einrichtung (36) zum Ermitteln der der wenigstens einen Referenzsenderkennung (MACj) zugeordneten elektromagnetischen Referenzsignaleigenschaft (RRP.RSSIMACj) basierend auf der Referenzsenderkennung (MACj) zugeordneten elektromagnetischen Signaleigenschaften der ausgewählten Messpakete (GMPi), und eine Einrichtung (38) zum Erzeugen des Referenzmesspakets (RRP) aus den ermittelten Koordinaten (RRP.x; RRP.y; ...A device (30) is described for generating a reference reference position (RRP) associated with the geographical reference position, a reference transmitter (MAC j ) of a radio transmitter and an electromagnetic reference signal characteristic of the radio transmitter at least near the geographical reference position of a mobile Terminal can be received at a measurement time, from a plurality of measurement packets (GMP n ), each of the measurement packets having a transmitter identifier and an electromagnetic signal property of a radio transmitter, which is receivable at a geographic position at a measurement time. The device (30) comprises for this purpose a device (32) for selecting measurement packages (GMP i ) from the plurality of measurement packages (GMP n ) according to a similarity criterion, means (34) for determining coordinates (RRP.x; RRP.y RRP.z) of the geographical reference position based on coordinates of the selected measurement packages (GMP i ) associated geographical positions, means (36) for determining the at least one reference end identifier (MAC j ) associated electromagnetic reference signal property (RRP.RSSI MACj ) based on the reference end detection (MAC j ) associated electromagnetic signal characteristics of the selected measurement packets (GMP i ), and means (38) for generating the reference measurement packet (RRP) from the determined coordinates (RRP.x; RRP.y;
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Konzept zur Erzeugung von Referenzdaten für eine Referenzdatenbank für ein funkbasiertes Ortungssystem.The present invention relates to a concept for generating reference data for a reference database for a radio-based location system.
Für eine Lokalisation mobiler Endgeräte stehen verschiedene Ortungstechnologien zur Verfügung. Das wohl bekannteste System zur Lokalisierung bzw. Navigation im Outdoorbereich ist das satellitengestützte Global Positioning System (GPS). Für die Lokalisierung bzw. Navigation innerhalb von Gebäuden bzw. in einem Indoorbereich sind verschiedene Ansätze bekannt, wie beispielsweise Infrarot-Systeme, RFID-Systeme (Radio Frequency Identification) oder auch Feldstärkeauswertungen von
Für die drahtlose Netzwerkanbindung tragbarer Geräte hat sich der WLAN-Standard nach
Im Fall von WLAN stehen inzwischen an vielen Orten mit hoher Besucherfrequenz kommerzielle öffentliche WLAN-Zugangspunkte (sogenannte Hotspots) zur Verfügung. Darüber hinaus hat die stark steigende Verbreitung von Breitband-Internetanschlüssen (z. B. über DSL) auch im privaten Bereich die Verbreitung von WLAN als günstige Heimvernetzungstechnologie gefördert. Mehrere Studien haben ergeben, dass innerstädtische Bereiche an vielen Orten heute bereits nahezu flächendeckend mit WLAN versorgt oder gar überabgedeckt sind. Insbesondere Orte des täglichen Lebens und von touristischem Interesse sind diesbezüglich gut ausgestattet. Momentan bietet es sich daher an, WLAN als Basistechnologie für die Ortung mobiler Geräte zu verwenden. In Zukunft werden sicherlich auch andere Technologien zum Einsatz kommen, auf die sich das geschilderte erfinderische Konzept ebenfalls anwenden lässt.In the case of WLAN, commercial public WLAN access points (so-called hotspots) are now available in many places with high visitor frequency. In addition, the proliferation of broadband Internet connections (eg via DSL) has also promoted the proliferation of WLAN as a cheap home networking technology in the private sector. Several studies have shown that inner-city areas in many places are already being provided with WLAN almost everywhere, or even over-covered. Especially places of daily life and of tourist interest are well equipped in this regard. At the moment it therefore makes sense to use WLAN as a basic technology for the location of mobile devices. In the future, other technologies will certainly be used, to which the described inventive concept can also be applied.
Ortung mobiler Endgeräte in WLAN-Netzen kann prinzipiell durch Auswertung der von einem mobilen Endgerät empfangenen Basisstationen (Hotspots bzw. Access Points) erfolgen, wobei beispielsweise deren jeweilige auf dem Endgerät empfangene Signalstärke ausgewertet wird. WLAN-Signale werden jedoch durch Bauwerke und andere Hindernisse stark abgeschirmt, wobei insbesondere in Gebieten mit umfassender WLAN-Versorgung üblicherweise keine idealen Freifeldbedingungen vorherrschen, da sich diese im Stadtgebiet befinden. Somit kann nicht direkt von der gemessenen Signalstärke bzw. Feldstärke auf die Entfernung von einem mobilen Endgerät zu einer Basisstation oder einem anderen Kommunikationspartner geschlossen werden.Location of mobile terminals in WLAN networks can be done in principle by evaluating the received from a mobile terminal base stations (hotspots or access points), for example, their respective signal strength received on the terminal is evaluated. However, WLAN signals are strongly shielded by structures and other obstructions, with no ideal free-field conditions usually prevailing in areas with extensive Wi-Fi coverage, as these are located in the urban area. Thus it can not be concluded directly from the measured signal strength or field strength on the distance from a mobile terminal to a base station or another communication partner.
Bei WLAN-basierten Ortungssystemen kommt als Basisverfahren oft ein sogenanntes „Received-Signal-Strength Fingerprinting” zum Einsatz. Dieses Radiofingerabdruckverfahren basiert auf der Annahme, dass an einem aktuellen Ort empfangene bzw. empfangbare Signalstärken von Funksignalen mehrerer Funkstationen den aktuellen Ort bzw. die aktuelle Position eindeutig charakterisieren. Existiert eine Referenzdatenbasis, die für eine Anzahl von Referenzorten bzw. Referenzpositionen Senderkennungen von dort zu Referenzzeitpunkten empfangenen bzw. empfangbaren Funkstationen, sowie die Signalstärken der entsprechenden Funksignale enthält, so kann aus einem Satz aktueller Messwerte (Senderkennungen und zugehörige Signalstärkenwerte) auf die aktuelle Position des mobilen Gerätes geschlossen werden, indem ein Abgleich zwischen aktuell gemessenen Messwerten und den Referenzwerten der Datenbasis erfolgt. Dieser Abgleich – auch Matching bezeichnet – bewertet für jeden Referenzpunkt, wie ähnlich dessen vorher aufgezeichnete Messwerte bzw. Referenzwerte zu den aktuellen Messwerten der aktuellen Position sind. Der oder die ähnlichsten Referenzpunkte bilden dann eine Basis für einen Schätzwert für den aktuellen Aufenthaltsort des mobilen Endgerätes.In the case of WLAN-based location systems, a so-called "received-signal-strength fingerprinting" is often used as the basic method. This radio fingerprinting method is based on the assumption that signal strengths of radio signals of several radio stations received or receivable at a current location uniquely characterize the current location or the current position. If there is a reference data base which contains transmitter identifications of radio stations received or receivable there at reference times for a number of reference locations or reference positions, as well as the signal strengths of the corresponding radio signals, then from a set of current measured values (transmitter identifications and associated signal strength values) to the current position of the be closed by a comparison between currently measured values and the reference values of the database. This matching, also called matching, evaluates, for each reference point, how similar the previously recorded measured values or reference values are to the current measured values of the current position. The or the most similar reference points then form a basis for an estimate for the current location of the mobile terminal.
Für eine Referenzdatenbasis kann durch Referenzmessungen die Signalstärke von einem zu einem Referenzmesszeitpunkt an einer Referenzposition empfangbaren Funksender experimentell ermittelt werden. Dadurch entsteht eine Datenbasis, die zu jeder geografischen Referenzposition eine Liste von Funksendern (Access-Points) mit der jeweilig zugeordneten Empfangsfeldstärke und -qualität enthält. Diese einer Referenzposition zugeordnete Liste kann auch als Referenzmesspaket bzw. Referenzpaket (RP) bezeichnet werden. Bei einer WLAN-Implementierung kann eine solche Referenzdatenbasis beispielsweise folgendermaßen aussehen:
Dabei enthält die Tabelle die folgenden Informationen:
- • Referenzposition-Identifikation (ID) (hier: 1, 2, 3),
- • MAC-Adressen der an der jeweiligen Referenzposition empfangenen Funksender,
- • die Empfangsfeldstärken der an der Referenzposition empfangbaren Funksender (RSSI = Received Signal Strength Indicator; 46,56 bedeutet beispielsweise –46,56 dBm),
- • die Referenzposition in kartesischen, metrischen Koordinaten (x, y, z), sowie
- • den Zeitpunkt bzw. Zeitstempel der Messwertaufnahme.
- • reference position identification (ID) (here: 1, 2, 3),
- • MAC addresses of the radio transmitters received at the respective reference position,
- The reception field strengths of the radio receivers receivable at the reference position (RSSI = Received Signal Strength Indicator; 46.56 means -46.56 dBm, for example),
- • the reference position in Cartesian, metric coordinates (x, y, z), as well as
- • the time or timestamp of the measured value recording.
Die optionalen Werte PGS („Percentage seen”) geben an, wie häufig die jeweilige Station bei der Messwertaufnahme prozentual gesehen wurde (d. h. PGS = 90 bedeutet, dass im Schnitt die Station bei 9 von 10 Messungen gemessen wurde).The optional values PGS ("Percentage seen") indicate how often the respective station was seen as a percentage during the measurement recording (ie PGS = 90 means that on average the station was measured in 9 out of 10 measurements).
Zusätzlich kann ein Referenzpaket Orientierungsinformationen umfassen, die Informationen über eine räumliche Orientierung eines mobilen Endgeräts enthalten, mit welchem das entsprechende Referenzpaket aufgezeichnet wurde. D. h., die Orientierungsinformationen speichern Informationen darüber, in welche Richtung ein mobiles Endgerät beim Einmessen des Referenzpunkts gehalten wurde bzw. in welche Richtung das mobile Endgerät beim Einmessen des Referenzpunkts bewegt wurde. Dies ist vor allem dann interessant, wenn das mobile Endgerät, wie z. B. ein WLAN-fähiges Gerät, unmittelbar vor dem Körper eines Nutzers gehalten wird, so dass es durch den Körper zu Abschattungseffekten kommen kann. Selbst ohne diese besagten körperbedingten Abschattungseffekte kann eine zusätzliche Orientierungsinformation nützlich sein, da praktisch jede Antenne eine Richtcharakteristik aufweist. Daher kann unter Orientierung beispielsweise auch die räumliche Ausrichtung der Hauptkeule einer Antenne eines mobilen Endgeräts verstanden werden.Additionally, a reference packet may include orientation information that includes spatial orientation information of a mobile terminal with which the corresponding reference packet was recorded. That is, the orientation information stores information about which direction a mobile terminal was held in measuring the reference point or in which direction the mobile terminal was moved when measuring the reference point. This is especially interesting when the mobile device such. B. a WLAN-enabled device, is held directly in front of the body of a user, so that it can come through the body to shading effects. Even without these body-related shadowing effects, additional orientation information may be useful since virtually every antenna has a directional characteristic. Therefore, by orientation, for example, the spatial orientation of the main lobe of an antenna of a mobile terminal can be understood.
Die beschriebenen Referenzdaten bzw. Referenzpakete können nun auf unterschiedlichen Wegen erhoben werden:
Die einfachste, jedoch aufwendigste Methode ist ein manuelles Erzeugen eines einzelnen Referenzpunktes bzw. Referenzpakets. Hierbei werden beim Einmessen nach Angabe einer bestimmten Koordinate (x, y, z), die beispielsweise von einem hochgenauen GPS-Gerät zur Verfügung gestellt wird, über einen gewissen Einmesszeitraum hinweg mehrere WLAN-Messungen an ein und derselben Referenzposition durchgeführt. Das Ergebnis ist dann eine Art Mittelwertbildung der empfangenen Signalstärkewerte und eine Generierung von bestimmten Zusatzinformationen, welche beispielsweise in einem speziellen Datenformat („Reference Point”) zusammen mit der Ortsinformation in der Referenzdatenbank abgespeichert werden.The described reference data or reference packets can now be collected in different ways:
The simplest but most elaborate method is the manual generation of a single reference point or reference packet. Here are the calibration after specifying a certain coordinate (x, y, z), which is provided for example by a high-precision GPS device available over a certain Einmesszeitraum across several WLAN measurements performed on the same reference position. The result is then a kind of averaging of the received signal strength values and a generation of certain additional information, which are stored, for example, in a special data format ("reference point") together with the location information in the reference database.
Eine weitere Methode ist das Erzeugen von Referenzdaten aus einer bewegten Messung heraus. D. h., es werden in einem kontinuierlichen Bewegungsprozess Einzelmessungen durchgeführt, welche zeitgleich oder im Nachgang mit Ortsinformationen angereichert werden. Hierbei ist zu beachten, dass aufgrund der Bewegung prinzipiell jeder Einzelmessung ein anderer Ort zugewiesen werden kann. Dabei entstehen also zunächst sehr viele Rohmesswerte, aus denen im Nachgang ein optimaler Referenzdatenteppich erzeugt werden soll. Im Vergleich zu der oben beschriebenen (zeit-)aufwendigen Methode erfolgt hier die Gewinnung der Rohmesswerte relativ schnell, da nicht für jeden Referenzpunkt für einen Einmesszeitraum von mehreren Sekunden an einer Referenzposition verweilt werden muss.Another method is to generate reference data from a moving measurement. In other words, individual measurements are carried out in a continuous motion process, which are enriched at the same time or subsequently with location information. It should be noted that due to the movement in principle, each individual measurement can be assigned a different location. Thus, first of all, a large number of raw measured values arise, from which an optimal reference data carpet is to be subsequently generated. In comparison to the (time-) consuming method described above, the raw measurement values are obtained relatively quickly, since it is not necessary to dwell on a reference position for each reference point for a calibration period of several seconds.
Demnach besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung also darin, aus einer Vielzahl von Einzelmessungen mit jeweiliger Ortsinformation Referenzpunkte bzw. Referenzpakete für eine Datenbasis zu erzeugen.Accordingly, the object of the present invention is to generate reference points or reference packets for a database from a plurality of individual measurements with respective location information.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Referenzmesspakets mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren nach Anspruch 17 gelöst.This object is achieved by a device for generating a reference measurement packet having the features of
Die Erkenntnis der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Referenzpaket erhalten werden kann, indem eine Mehrzahl geeigneter Einzelmessungen, die an verschiedenen Messpositionen aufgezeichnet wurden, kombiniert wird. Die Einzelmessungen stammen dabei aus einer vorher beschriebenen Bewegtmessung, wobei deren Messpositionen innerhalb eines gewissen vorbestimmten räumlichen bzw. geografischen Bereichs liegen. Eine dem Referenzpaket zugeordnete geografische Referenzposition und eine elektromagnetische Referenzsignaleigenschaft eines an der Referenzposition empfangbaren Funksenders ergeben sich gemäß Ausführungsbeispielen durch gewichtete Mittelwertbildung entsprechender Werte einer geeignet zusammengestellten Menge an Einzelmessungen. Nach dem gleichen Prinzip können auch noch weitere Informationen, wie z. B. Orientierungs- und/oder Qualitätsindikatoren, erhalten werden. The finding of the present invention is that a reference packet can be obtained by combining a plurality of suitable single measurements recorded at different measuring positions. The individual measurements come from a previously described moving measurement, wherein their measurement positions are within a certain predetermined spatial or geographical area. A reference position associated geographic reference position and an electromagnetic reference signal property of a receivable at the reference position radio transmitter result according to embodiments by weighted averaging corresponding values of a suitably assembled set of individual measurements. According to the same principle, even more information, such. As orientation and / or quality indicators are obtained.
Gemäß Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird dazu eine Vorrichtung zur Erzeugung eines einer geografisch Referenzposition zugeordneten Referenzmesspakets bereitgestellt, wobei das Referenzmesspaket der geografischen Referenzposition eine Referenzsenderkennung und eine elektromagnetische Referenzsignaleigenschaft zumindest eines Funksenders mit der Referenzsenderkennung zuordnet, wobei der Funksender zumindest in der Nähe der geografischen Referenzposition zu einem Referenzmesszeitpunkt empfangbar ist/war. Dabei wird das Referenzmesspaket aus einer Mehrzahl von Messpaketen erzeugt, wobei jedes der Messpakete die Senderkennung und eine elektromagnetische Signaleigenschaft des Funksenders aufweist, mit der der Funksender an einer dem jeweiligen Messpaket entsprechenden geografischen Messposition zu einem Messzeitpunkt empfangbar ist/war. Dazu weist die Vorrichtung zur Erzeugung des Referenzmesspakets eine Einrichtung zum Auswählen von Messpaketen aus der Mehrzahl der Messpakete gemäß einem Ähnlichkeitskriterium auf. Zudem ist eine Einrichtung zum Ermitteln von Koordinaten der geografischen Referenzposition basierend auf Koordinaten von den ausgewählten Messpaketen zugeordneten geografischen Messpositionen vorgesehen. Die Vorrichtung umfasst außerdem eine Einrichtung zum Ermitteln der elektromagnetischen Referenzsignaleigenschaft des Funksenders basierend auf den elektromagnetischen Signaleigenschaften des Funksenders der ausgewählten Messpakete. Schließlich ist eine Einrichtung zum Erzeugen des Referenzmesspakets vorgesehen, um aus den ermittelten Koordinaten der geografischen Referenzposition und der elektromagnetischen Referenzsignaleigenschaft das Referenzmesspaket zu erzeugen.In accordance with embodiments of the present invention, there is provided a device for generating a reference measurement position associated with a reference measurement packet, the reference measurement packet assigning the reference reference position and a reference electromagnetic property of at least one radio transmitter to the reference end identifier, the radio transmitter at least in the vicinity of the reference geographical position a reference measurement time is receivable / was. In this case, the reference measurement packet is generated from a plurality of measurement packets, wherein each of the measurement packets has the transmitter identifier and an electromagnetic signal property of the wireless transmitter with which the wireless transmitter can be received at a corresponding measurement packet geographic measurement position at a measurement time / was. For this purpose, the device for generating the reference measurement packet has a device for selecting measurement packets from the plurality of measurement packets according to a similarity criterion. In addition, means are provided for determining coordinates of the geographical reference position based on coordinates of the geographical measurement positions associated with the selected measurement packages. The apparatus also comprises a device for determining the electromagnetic reference signal property of the radio transmitter based on the electromagnetic signal properties of the radio transmitter of the selected measurement packets. Finally, a device for generating the reference measurement packet is provided in order to generate the reference measurement packet from the determined coordinates of the geographical reference position and the electromagnetic reference signal property.
Gemäß Ausführungsbeispielen handelt es sich bei den elektromagnetischen Signaleigenschaften jeweils um mit einer Empfangsfeldstärke in Beziehung stehende Signaleigenschaften, wie beispielsweise RSSI-Werte (Received-Signal-Strength-Indicator), ein Empfangsleistungsspektrum oder ein Signal-zu-Rauschleistungsverhältnis.According to embodiments, the electromagnetic signal characteristics are each signal properties related to a reception field strength, such as received signal strength indicator (RSSI) values, a received power spectrum, or a signal-to-noise power ratio.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist jedem der Mehrzahl der Messpakete auch eine räumliche Orientierung zugeordnet, mit der das jeweilige Messpaket an seiner geografischen Messposition gemessen wurde bzw. in die ein mobiles Endgerät beim Einmessen gehalten wurde. Dabei können die Orientierungen beispielsweise entsprechend den Himmelsrichtungen (Norden, Westen, Süden, Osten) unterschieden werden. Bei vorhandenen Orientierungsinformationen der Messpakete kann die Einrichtung zum Auswählen der Messpakete ausgebildet sein, um Messpakete gemäß ihren zugeordneten räumlichen Orientierungen auszuwählen, so dass die räumlichen Orientierungen in einem vordefinierten Toleranzbereich um einen Vorgabewert (z. B. Norden) liegen.According to one exemplary embodiment, each of the plurality of measurement packages is also assigned a spatial orientation with which the respective measurement package was measured at its geographical measurement position or in which a mobile terminal was held during calibration. The orientations can be distinguished, for example, according to the cardinal directions (north, west, south, east). With existing orientation information of the measurement packets, the means for selecting the measurement packets may be configured to select measurement packets according to their associated spatial orientations such that the spatial orientations are within a predefined tolerance range around a default value (eg, north).
Bei einer Bewegtmessung wird die Mehrzahl der Messpakete, wie oben bereits beschrieben wurde, typischerweise zeitlich aufeinanderfolgend an unterschiedlichen Messpositionen entlang eines Weges (Trail) aufgezeichnet, um an den unterschiedlichen Messpositionen Funksignale von dort empfangbaren Funksendern (Access-Points) zu empfangen. Um räumlich bzw. geografisch benachbarte Messpakete zu erhalten, ist die Einrichtung zum Auswählen der Messpakete gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgebildet, um die Messpakete gemäß ihren Messzeitpunkten auszuwählen, so dass die Messzeitpunkte der Messpakete in einem vordefinierten Toleranzbereich bzw. Zeitfenster liegen. Alternativ oder zusätzlich kann die Einrichtung zum Auswählen der Messpakete auch ausgebildet sein, um die Messpakete gemäß ihren zugeordneten Messpositionen auszuwählen, so dass die Messpositionen der Messpakete in einem vordefinierten Toleranzbereich bzw. in einem vordefinierten räumlichen Bereich um einen Vorgabewert für die geografische Referenzposition liegen.In a moving measurement, the plurality of measurement packages, as described above, are typically recorded in chronological succession at different measurement positions along a path (trail) in order to receive radio signals from radio receivers (access points) receivable there at the different measurement positions. In order to obtain spatially or geographically adjacent measurement packages, the device for selecting the measurement packages according to an exemplary embodiment is designed to select the measurement packages according to their measurement times, such that the measurement times of the measurement packages lie in a predefined tolerance range or time window. Alternatively or additionally, the means for selecting the measurement packets may also be designed to select the measurement packets according to their assigned measurement positions, such that the measurement positions of the measurement packets lie in a predefined tolerance range or in a predefined spatial range around a default value for the geographic reference position.
Die Einrichtung zum Ermitteln der Koordinaten der geografischen Referenzposition des Referenzpakets ist gemäß Ausführungsbeispielen ausgebildet, um jede der Koordinaten (x, y, z) der Referenzposition basierend auf einer Mittelwertbildung der entsprechenden Koordinaten der den ausgewählten Messpaketen zugeordneten geografischen Messpositionen zu ermitteln. Dabei handelt es sich gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel insbesondere um eine gewichtete Mittelwertbildung der jeweiligen Koordinaten.The means for determining the coordinates of the reference geographical position of the reference packet is configured according to embodiments to determine each of the coordinates (x, y, z) of the reference position based on averaging of the corresponding coordinates of the geographical measurement positions associated with the selected measurement packets. In a preferred exemplary embodiment, these are, in particular, a weighted averaging of the respective coordinates.
Dementsprechend ist gemäß Ausführungsbeispielen auch die Einrichtung zum Ermitteln der elektromagnetischen Signaleigenschaft ausgebildet, um die elektromagnetische Referenzsignaleigenschaft basierend auf einer Mittelwertbildung der entsprechenden elektromagnetischen Signaleigenschaften der ausgewählten Messpakete zu ermitteln. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um eine gewichtete Mittelwertbildung von dem Funksender zugeordneter RSSI-Werte verschiedener Einzelmessungen an unterschiedlichen Messpositionen. Accordingly, according to embodiments, the means for determining the electromagnetic signal characteristic is also configured to determine the electromagnetic reference signal property based on an averaging of the corresponding electromagnetic signal properties of the selected measurement packets. According to a preferred embodiment, this is a weighted averaging of RSSI values of different individual measurements at different measurement positions assigned to the radio transmitter.
Mit dem das erfindungsgemäße Konzept können durch eine vorhergehende Bewegtmessung ermittelte Messpakete bzw. Einzelmessungen zu einem Referenzmesspaket zusammengefügt bzw. geclustert werden. Dadurch wird eine aufgrund der Störanfälligkeit von z. B. WLAN-Signalen relativ geringe Zuverlässigkeit der Einzelmessungen verbessert. Des Weiteren kann durch das Zusammenfassen der Einzelmessungen eine in einer Referenzdatenbank gespeicherte Datenmenge deutlich reduziert werden. Auch kann ein redundantes Anwachsen von Referenzdaten durch mehrfaches Erheben von Messungen an gleichen bzw. ähnlichen Orten durch das erfindungsgemäße Konzept vermieden werden. Es werden geografische Orte bzw. Positionen mit mehreren Referenzpaketen vermieden. D. h., zu jeder geografischen Referenzposition existiert in der Referenzdatenbank genau ein Referenzmesspaket, so dass es nicht zu einer ungewollten Aufwertung von Orten mit mehreren Referenzpaketen bei einer Positionsberechnung zu einem Radiofingerabdruck kommen kann.With the concept according to the invention, measurement packages or individual measurements determined by a preceding movement measurement can be combined or clustered to form a reference measurement package. As a result, due to the susceptibility of z. B. WLAN signals relatively low reliability of the individual measurements improved. Furthermore, by combining the individual measurements, a data amount stored in a reference database can be significantly reduced. Also, a redundant growth of reference data by multiple collection of measurements at the same or similar locations can be avoided by the inventive concept. Geographical locations or positions with multiple reference packages are avoided. In other words, for each geographic reference position, there is exactly one reference measurement packet in the reference database, so that there can not be an unwanted revaluation of locations with multiple reference packets in a position calculation to a radio fingerprint.
Neben der Erzeugung eines Referenzmesspakets können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung auch eingesetzt werden, um Aktualisierungsmaßnahmen an einer Datenbasis mit bereits vorhandenen Referenzmesspaketen durchzuführen.In addition to generating a reference measurement packet, embodiments of the present invention may also be used to perform update actions on a database with already existing reference measurement packets.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:Embodiments of the present invention will be explained in more detail below with reference to the accompanying figures. Show it:
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung werden im Nachfolgenden anhand der
GM ist einer Einzelmessung eines mobilen Endgeräts bezüglich eines Access-Points zu einem bestimmten Messzeitpunkt „Timestamp”, an einem bestimmten Messort bzw. einer Messposition mit kartesischen Koordinaten (x, y, z, site), welche beispielsweise durch ein GPS-System bereitgestellt werden können, zugeordnet. Dabei kann beispielsweise das sog. WGS 84 (World Geodetic System 1984) System benutzt werden. WGS 84 ist ein geodätisches Referenzsystem, welches als einheitliche Grundlage für Positionsangaben auf der Erde und im erdnahen Weltraum dient. Es besteht aus einer einfachen, dreidimensionalen Bezugsfläche, dem Referenzellipsoid, das der Erdoberfläche grob angepasst ist, einem detaillierteren Modell für die von dieser idealisierten Form abweichende Erdfigur, das sog. Geoid, zwölf über die Erde verteilten Fundamentalstationen, über die der Bezug zwischen diesen Modellen und der Erdkruste durch Angabe von (zeitabhängigen) Koordinaten definiert wird (der sogenannte Reference Frame). Da das WGS 84 Kugelkoordinaten verwendet und die hier beschriebenen Formeln kartesische Koordinaten (x, y, z) verwenden, ist eine Koordinatentransformation nötig. Eine Site definiert ein kartesisches, lokal begrenztes dreidimensionales und global aufgehängtes Koordinatensystem und stellt somit auch den Konverter zwischen den lokalen und globalen Koordinaten (u. a. WGS 84) zur Verfügung. Eine Einzelmessung GM kann dabei eine Identifikation „MId” bezüglich des verwendeten mobilen Endgeräts und/oder einer Messkampagne umfassen. Des Weiteren kann eine Einzelmessung GM ein Gewicht „Weight” für eine eventuelle Weiterverarbeitung aufweisen. Das Gewicht kann beispielsweise in einem Bereich von 0 bis 1 liegen und abhängig von einer verwendeten Lokalisierungstechnologie und/oder Messgenauigkeit oder -zuverlässigkeit gewählt werden. Eine Einzelmessung GM umfasst ebenfalls eine Senderkennung, wie z. B. eine MAC-Adresse, eines an der Messposition (x, y, z, site) empfangenen Funksenders bzw. Access-Points, sowie eine Information über eine elektromagnetische Signaleigenschaft des von dem Funksender empfangenen Signals. Gemäß Ausführungsbeispielen kann es sich dabei um eine mit der Empfangsfeldstärke in Beziehung stehende Signaleigenschaft handeln, wie z. B. einen RSSI-Wert, ein Empfangsleistungsspektrum oder ein Signal-zu-Rauschleistungsverhältnis.GM is a single measurement of a mobile terminal with respect to an access point at a specific measurement time "Timestamp", at a certain measurement location or a measurement position with Cartesian coordinates (x, y, z, site), which are provided for example by a GPS system can, assigned. In this case, for example, the so-called. WGS 84 (World Geodetic System 1984) system can be used. WGS 84 is a geodetic reference system that serves as a unified basis for position information on Earth and in near-Earth space. It consists of a simple, three-dimensional reference surface, the reference ellipsoid roughly adapted to the earth's surface, a more detailed model of the earth's shape deviating from this idealized shape, the so-called geoid, twelve fundamental stations distributed across the earth, and the relationship between these models and the earth's crust is defined by specifying (time-dependent) coordinates (the so-called reference frame). Since the WGS uses 84 spherical coordinates and the formulas described here use Cartesian coordinates (x, y, z), a coordinate transformation is necessary. A site defines a Cartesian, localized three-dimensional and globally suspended coordinate system, thus providing the converter between the local and global coordinates (including WGS 84). An individual measurement GM may include an identification "MId" with regard to the mobile terminal used and / or a measurement campaign. Furthermore, a single measurement GM may have a weight "Weight" for a possible further processing. For example, the weight may range from 0 to 1 and may be selected depending on a localization technology used and / or measurement accuracy or reliability. A single measurement GM also includes a transmitter identifier, such. A MAC address, a radio transmitter or access points received at the measurement position (x, y, z, site), and information about an electromagnetic signal property of the signal received from the radio transmitter. According to exemplary embodiments, this may be a signal property related to the reception field strength, such as, for example, An RSSI value, a received power spectrum or a signal-to-noise power ratio.
Eine Zusammenfassung aller zu einem bestimmten Messzeitpunkt „Timestamp”, an einer Messposition (x, y, z, site), von einem bestimmten mobilen Endgerät MId messbaren Funksender bzw. Access-Points wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung als „GMP” (Geo-referenced Measurement Pack, geo-referenziertes Messpaket) bezeichnet. Das entsprechende Datenformat ist exemplarisch in
Die einem Laufweg entsprechenden Messpakete GMP können beispielsweise in Form eines sogenannten Trails gespeichert werden, dessen Datenformat schematisch in
Wie oben bereits erläutert wurde, ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, beispielsweise aus einer Vielzahl während einer Bewegtmessung aufgezeichneter Messpakete GMP möglichst zuverlässige Referenzmesspakete zu erzeugen. Dazu werden gemäß Ausführungsbeispielen mehrere Messpakete, z. B. eines Trails, in einem Gruppierungs- bzw. Clustervorgang zu einem Referenzmesspaket zusammengefasst, worauf im Nachfolgenden noch detailliert eingegangen wird. Ein mögliches Datenformat für ein Referenzmesspaket bzw. einen Referenzpunkt „RRP” ist schematisch in
Neben Vektoren MAC[], RSSI[] kann zusätzlich noch ein Vektor PGS[] vorgesehen sein, um errechnete Percentage-Seen-Werte der im Vektor MAC[] registrierten Funksender aufzulisten. Im Zusammenhang mit dem PGS-Werten PGS[] können Hilfsgrößen MaxNmbM[] vorgegeben sein, die jeweils eine maximale Anzahl an potentiellen Messerfolgen für einen Funksender angeben. Das Feld „Id” bezeichnet die Referenzpunkt-ID bzw. die Referenzmesspaket-ID für eine Verwaltung des Referenzpakets RRP innerhalb von Datenbanken. Dabei besitzt die Referenzmesspaket-ID eine globale Gültigkeit.In addition to vectors MAC [], RSSI [], a vector PGS [] can additionally be provided in order to list calculated percentage lake values of the radio transmitters registered in the vector MAC []. In conjunction with the PGS values PGS [], auxiliary quantities MaxNmbM [] can be specified, each of which specifies a maximum number of potential knife sequences for a radio transmitter. The field "Id" designates the reference point ID or the reference measurement packet ID for administration of the reference packet RRP within databases. The reference measurement package ID has global validity.
Des Weiteren können Referenzpunkte auch unabhängig von einem mobilen Endgerät MId und/oder einer Messkampagne erzeugt werden, wie beispielsweise durch eine Zusammenführung von Roh-Referenzmesspaketen RRP. Dadurch entsteht ein Referenzmesspaket bzw. Referenzpunkt „RP” reduziert um die Größen „MId”, „Weight”, „MacNmbM[]”, welche ausschließlich für Identifikationszwecke verwendet werden. Ein Beispiel für ein Datenformat für einen Referenzpunkt „RP” ist in
Nachdem im Vorhergehenden detailliert auf die verschiedenen Datentypen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eingegangen wurde, wird nachfolgend das erfindungsgemäße Konzept eingehend erläutert.Having previously discussed in detail the various types of data in the context of the present invention, the inventive concept will be explained in detail below.
Dazu zeigt
Die Vorrichtung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beruht die Erzeugung von Referenzpaketen RRP auf einem definierten Strom von zeitlich aufeinanderfolgenden Messpaketen bzw. GMP-Objekten, nämlich einem sog. Trail und kann in drei unterschiedliche Bereiche aufgegliedert werden:
Da innerhalb eines Trails die einzelnen Messpakete GMPn (n = 1, ..., N) nach ihrem Alter sortiert vorliegen, können auch Zusatzinformationen, wie z. B. eine Orientierung, bestimmt werden. Aus in den Messpaketen GMPn (n = 1, ..., N) abgespeicherten Messpositionen (xn, yn, zn) und den entsprechenden Messzeitpunkten Tn kann eine Bewegungsrichtung von einem bestimmten Messpaket GMPn (n = 1, ..., N) zum darauffolgenden GMPn+1 ermittelt werden, woraus eine Orientierungsinformation abgeleitet werden kann.According to one exemplary embodiment of the present invention, the generation of reference packets RRP is based on a defined stream of time-sequential measurement packets or GMP objects, namely a so-called trail, and can be broken down into three different areas:
Since the individual measurement packages GMP n (n = 1,..., N) are sorted according to their age within a trail, additional information such as eg. As an orientation can be determined. From the measurement positions (x n , y n , z n ) stored in the measurement packets GMP n (n = 1,..., N) and the corresponding measurement times T n , a direction of movement of a specific measurement packet GMP n (n = 1,. .., N) to the next GMP n + 1 , from which an orientation information can be derived.
Aufgrund eines gewissen Rauschanteils in den Funksignalen bietet es sich an, die Empfangssignalverläufe, d. h. die RSSI-Werte, mittels eines Tiefpass zu filtern. D. h., die Vorrichtung
Eine weitere zusätzliche oder alternative Vorverarbeitungsstufe, welche bei Bedarf eingesetzt werden kann, untersucht, ob benachbarte Messpakete GMPn, GMPn+1 innerhalb eines Trails identisch sind. Dies rührt daher, dass unterschiedliche mobile Endgeräte, wie z. B. WLAN-Clients, in unterschiedlichen Zeitintervallen neue Messungen durchführen. Ist beispielsweise ein von einer Software vorgegebenes Messintervall kleiner als ein vom Endgerät mögliches Messintervall, so wird vom Treiber oftmals eine zuletzt ermittelte Messung zurückgegeben. Endgeräte unterscheiden sich hier in ihren Möglichkeiten, was zur Folge haben kann, dass es bei einer Integration von Datensätzen zweier unterschiedlicher Endgeräte, welche sich eben in diesem Punkt unterscheiden, d. h., ein Gerät aktualisiert eine Messung z. B. nur einmal alle 5 s und ein anderes schafft hingegen 5 Messungen pro Sekunde, zu Fehlern kommen könnte. So würde bei gleichem softwareseitigem Messintervall eine ungewünschte Gleichgewichtung redundanter Datensätze entstehen. Demnach kann vorab eine Entfernung redundanter Datensätze nützlich sein. Another additional or alternative pre-processing stage, which can be used if necessary, examines whether adjacent measurement packages GMP n , GMP n + 1 are identical within a trail. This is due to the fact that different mobile devices, such. B. WLAN clients, perform new measurements at different time intervals. If, for example, a measurement interval specified by a software is smaller than a measurement interval that is possible by the terminal, then the driver often returns a measurement that was determined last. Terminals differ here in their possibilities, which may result in an integration of data sets of two different terminals, which differ just in this point, ie, a device updates a measurement z. For example, only once every 5 seconds and another one that creates 5 measurements per second, which could lead to errors. For example, an unwanted equal weighting of redundant data sets would occur with the same software-based measurement interval. Thus, a removal of redundant data sets may be useful in advance.
Nach einer optionalen Vorverarbeitung durch Tiefpassfilterung und Entfernung redundanter Messpakete werden durch eine Aufteilungseinrichtung aus der Mehrzahl der Messpakete (beispielsweise eines Trails) GMPn (n = 1, ..., N) gemäß einem Ähnlichkeitskriterium Teilgruppen von Messpaketen gebildet. Dabei kann es sich gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bei dem Ähnlichkeitskriterium um eine ähnliche räumliche Orientierung der Messpakete GMPn (n = 1, ..., N) handeln. D. h., jedem Messpaket ist eine räumliche Orientierung eines verwendeten mobilen Endgeräts an der dem Messpaket entsprechenden geografischen Messposition zugeordnet und die Aufteilungseinrichtung ist ausgebildet, um die Gruppe der Messpakete GMPn (n = 1, ...‚ N) gemäß ihren zugeordneten räumlichen Orientierungen in Teilgruppen aufzuteilen, so dass die räumlichen Orientierungen der Teilgruppen in einem vordefinierten Toleranzbereich um einen Vorgabewert liegen. Dabei könnten die räumlichen Orientierungen gemäß der Himmelsrichtungen (Norden, Süden, Osten, Westen) angeordnet sein, so dass von der Aufteilungseinrichtung beispielsweise nur Messpakete entsprechend derselben Himmelsrichtung ausgewählt werden. Andererseits könnte die Orientierung aber auch in einem Winkelmaß, wie z. B. dem Bogenmaß oder Gradmaß, angegeben sein, so dass eine bestimmte Orientierung einem Winkel entspricht, der um einen Toleranzbereich von beispielsweise 45° um einen vorgegebenen Wert schwanken kann. Dieser Zusammenhang ist schematisch in
Die Messpakete GMPn (n = 1, ..., N) eines Trails bzw. orientierungsabhängigen Teil-Trails sind typischerweise zeitlich aufeinander folgend an unterschiedlichen Messpositionen (xn, yn, zn) entlang eines Messweges aufgezeichnet. Demgemäß ist die Einrichtung
Die Auswahl der Gruppe der Messpakete GMPi (i = 1, ..., MGMP) gemäß ihren Messzeitpunkten (sog. Time-Clustering) ist schematisch in
Für den Fall, dass die am Eingang der Einrichtung
Abhängig von den eingesetzten Auswahlkriterien liegen am Ausgang der Einrichtung
Die Blöcke
Der Einrichtung
Dabei bezeichnet MGMP die Anzahl der von der Einrichtung
MdiffMACs bezeichnet dabei eine Anzahl von in den ausgewählten Messpaketen GMPi (i = 1, ..., MGMP) vorkommenden unterschiedlichen Funksenderkennungen, wie z. B. MAC-Adressen. MMACj bezeichnet eine Anzahl von der Funksenderkennung MACj zugeordneten Einzelmessungen GM. In anderen Worten ausgedrückt, bedeutet MMACj eine Anzahl von ausgewählten Messpaketen mit der Referenzsenderkennung MACj. MGMP bezeichnet wieder die Anzahl der ausgewählten Messobjekte GMPi. Schließlich bezeichnet RRP.RSSIMACj die elektromagnetische Signaleigenschaft des erzeugten Referenzmesspakets für die Funksenderkennung MACj. Die gleiche Indizierung gilt für optional berechnete PGS-Werte gemäß Gl. (9), wobei sich ein dem Funksender MACj zugeordneter PGS-Wert aus einem Verhältnis von MMACj zu MGMP ergibt.In this case, M diffMACs designates a number of different radio transmitter identifiers occurring in the selected measurement packets GMP i (i = 1,..., M GMP ), such as eg. B. MAC addresses. M MACj denotes a number of individual measurements GM assigned to the radio transmitter MAC j . In other words, M MACj means a number of selected measurement packets with the reference end detection MAC j . M GMP again designates the number of selected measurement objects GMP i . Finally, RRP.RSSI MACj denotes the electromagnetic signal characteristic of the generated reference measurement packet for the radio end detection MAC j . The same indexing applies to optionally calculated PGS values according to Eq. (9), wherein a PGS value assigned to the radio transmitter MAC j results from a ratio of M MACj to M GMP .
Die zur Lokalisierung eines mobilen Endgeräts mittels eines Referenzpaketes RRP benötigten Informationen sind die Vektoren MAC[], RSSI[], die Referenzpositionen und optional PGS[] sowie die Referenzorientierung. Durch gewichtete Mittelwertbildung ergeben sich diese Größen für das Referenzpaket RRP aus einer durch die Einrichtung
Der Gewichtsfaktor „Weight” in den einzelnen Datenformaten ist eine reine Steuergröße, welche für unterschiedliche Verarbeitungsschritte anders belegt sein kann. Soll das Gewicht unberücksichtigt bleiben, dann kann diese Größe für alle an der Prozessierung beteiligten Daten beispielsweise auf den gleichen Wert „1” gesetzt werden. In diesem Fall wird eine lineare Mittelwertbildung der jeweiligen Daten durchgeführt.The weighting factor "Weight" in the individual data formats is a pure control variable, which can be assigned differently for different processing steps. If the weight is to be disregarded, then this quantity can be set to the same value "1" for all data involved in the processing, for example. In this case, a linear averaging of the respective data is performed.
Im Vorhergehenden wurde also ein Konzept zur Erzeugung eines Referenzmesspakets RRP beschrieben, welches aus einer Mehrzahl von vorher aufgezeichneten „Rohmesspaketen” GMPn (n = 1, ...‚ N) entsprechend einem durchlaufenen Weg erzeugt wurde. Dabei ist das erfindungsgemäße Konzept jedoch nicht nur auf die bisher beschriebene Neuerzeugung von Referenzpaketen aus Rohmesswerten beschränkt. Ebenso kann die vorliegende Erfindung eingesetzt werden, um auch Aktualisierungsmaßnahmen an einem bestehenden Datenbestand, bestehend aus Referenzpaketen RRP, mittels neu hinzugekommener Referenzmesspakete durchzuführen.In the foregoing, therefore, a concept for generating a reference measurement packet RRP generated from a plurality of previously recorded "raw measurement packets" GMP n (n = 1, ..., N) corresponding to a traversed path has been described. However, the concept according to the invention is not limited to the previously described generation of reference packages from raw measured values. Likewise, the present invention can be used to also perform updating measures on an existing database, consisting of reference packets RRP, by means of newly added reference measurement packets.
Wie es in
Wie es vorher bereits erwähnt wurde, ist die Einrichtung
In Gl. (10) bezeichnet Dxy einen Abstand der beiden Mess- bzw. Referenzpunkte P1, P2 in der xy-Ebene. Ein Abstand Dz (Gl. 11) bezüglich der Höhe, d. h. Abstand in z-Richtung, wird gemäß einem Ausführungsbeispiel separat als Kriterium ausgewertet, um zu gewährleisten, dass beispielsweise Positionen innerhalb von mehrstöckigen Gebäuden aus zwei unterschiedlichen Ebenen nicht zusammen behandelt werden, obwohl eine Abstandsbedingung, wie z. B. D < 8 m, erfüllt wäre.In Eq. (10) D xy denotes a distance of the two measuring or reference points P 1 , P 2 in the xy plane. A distance D z (Eq. 11) with respect to the height, ie distance in the z-direction, is separately evaluated as a criterion according to one embodiment to ensure that, for example, positions within multi-level buildings from two different levels are not treated together, although a distance condition such. B. D <8 m, would be fulfilled.
Anhand von
In den verschiedenen Teilfiguren der
In the different subfigures of the
In Teilbild A ist ein Punkt mit Bezugszeichen
Werden Informationen ausschließlich nach geographischen Kriterien zusammengestellt, ist die Gefahr vorhanden, dass in einem Geo-Cluster einzelne Messpakete GMP bzw. RRP vorhanden sind, welche fehlerhafte Ortsinformationen aufweisen. Ist dies der Fall, ist zu gewährleisten, dass WLAN-Informationen (z. B. RSSI-Werte) von zum Teil richtigen Punkten bzw. Messpaketen GMP bzw. RRP nicht mit denen der fehlerbehafteten verrechnet werden. Eine Möglichkeit, fehlerhafte Ortsinformationen zu identifizieren, ist ein Bilden von Cluster aufgrund entsprechender WLAN-Informationen. Hierzu werden alle Messpakete GMP bzw. RRP des zuvor gebildeten Geo-Clusters auf ihre Ähnlichkeit bezüglich der beinhalteten WLAN-Informationen, wie z. B. RSSI-Werte, verglichen und entsprechend bewertet. Dieser Vorgang kann beispielsweise mit Methoden der WLAN-Lokalisierung mittels Fingerprinting realisiert werden, wobei empfangene Funksender mit ihrer jeweilig zugeordneten Empfangsfeldstärke (Messpaket) mit Referenzpaketen in einer Abgleichphase verglichen werden. Referenzpakete mit einer kleinen Distanz zu einem Messpaket, d. h. vielen gemeinsamen Funksendern und wenig unterschiedlichen RSSI-Werten, passen gut dem Messpaket. In der Abgleichphase kann beispielsweise die Distanzformel verwendet werden. In Gl. (12) bedeutet acc die Distanz zwischen einem Messpaket und einem Referenzpaket und Neq eine Anzahl von in beiden Paketen vorkommenden Funksendern. Differenzen von RSSI-Werten von identischen Funksendern werden als ΔRSSIn (n = 1, ..., Neq) bezeichnet. Anstatt der Gl. (12) können auch andere Distanzformeln, die zusätzlich unterschiedliche Funksender in Messpaketen berücksichtigen, verwendet werden.If information is compiled exclusively according to geographic criteria, there is the danger that in a geo-cluster individual measurement packages GMP or RRP are present which have incorrect location information. If this is the case, it must be ensured that WLAN information (eg RSSI values) of partly correct points or measurement packets GMP or RRP are not offset with those of the faulty ones. One way to identify bad location information is to create clusters based on appropriate WLAN information. For this purpose, all measurement packages GMP or RRP of the previously formed geo-cluster on their similarity with respect to the included WLAN information, such. B. RSSI values, compared and valued accordingly. This process can be implemented, for example, using methods of WLAN localization by means of fingerprinting, with received radio transmitters being compared with their respectively associated reception field strength (measurement packet) with reference packets in a calibration phase. Reference packages with a small distance to a measurement package, ie many common radio transmitters and little different RSSI values, fit well with the measurement package. In the adjustment phase, for example, the distance formula be used. In Eq. (12) acc denotes the distance between a measurement packet and a reference packet, and N eq a number of radio transmitters occurring in both packets. Differences of RSSI values from identical radio transmitters are referred to as ΔRSSI n (n = 1, ..., N eq ). Instead of Eqs. (12) also other distance formulas, which additionally consider different radio transmitters in measurement packages, can be used.
Die Vergleichsalgorithmen des WLAN-Fingerprintings errechnen für jeden zu vergleichenden Kandidaten eine Größe acc, welche die Ähnlichkeit zu einem bestimmten Kandidaten bzw. Referenzpaket angibt. Ähnlich wie bei der oben beschriebenen Geo-Clustermethode, können auch hier Cluster gebildet werden, nur dass hier ein Ähnlichkeitsmaß acc bzgl. der WLAN-Informationen anstatt dem geographischen Abstand in Metern als Ausschlusskriterium verwendet wird. Die Einrichtung
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Integrationseinheit
Wie es schematisch in
Im Vergleich zu dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Integrationseinheit
Dabei bezeichnet MRRP die Anzahl der von der Einrichtung
MdiffMACs bezeichnet dabei eine Anzahl von in den ausgewählten Referenzmesspaketen RRPi (i = 1, ..., MRRP) vorkommenden unterschiedlichen Funksenderkennungen, wie z. B. MAC-Adressen. MMACj bezeichnet eine Anzahl von der Funksenderkennung MACj zugeordneten Einzelmessungen GM. In anderen Worten ausgedrückt, bedeutet MMACj eine Anzahl von ausgewählten Messpaketen mit der Referenzsenderkennung MACj. MRRP bezeichnet wieder die Anzahl der ausgewählten Referenzmesspakete RRPi. Schließlich bezeichnet RRP.RSSIMACj die elektromagnetische Signaleigenschaft des erzeugten neuen Referenzmesspakets für die Funksenderkennung MACj. Die Hilfsgröße RRP.MaxNmbMMACj bezeichnet eine maximale Anzahl an potentiellen Messerfolgen für den Funksender MACj. Im Vergleich zu der weiter oben beschriebenen Ausführungsform der Integrationseinheit
Im einfachsten Fall werden auch hier die Werte GM.Weight für alle betreffenden Einzelmessungen GM auf 1 gesetzt, was zur Folge hat, dass eine lineare Mittelwertbildung der jeweiligen Daten durchgeführt wird. GM.Weight kann für jede relevante Größe einen anderen Wert annehmen. So erfordert beispielsweise die Berechnung des PGS-Wertes ein anderes Vorgehen, als die Berechnung des RSSI-Wertes oder der Koordinaten x, y, z. Eine mögliche Abhängigkeit dieses Wertes besteht z. B. zum Alter der Datensätze, sollten Datensätze mit unterschiedlichem Alter miteinander verrechnet werden. D. h., GM.Weight = f(GM.Timestamp).In the simplest case, the GM.Weight values for all the individual measurements GM in question are also set to 1 here, with the result that a linear averaging of the respective data is carried out. GM.Weight can accept a different value for each relevant size. For example, the calculation of the PGS value requires a different procedure than the calculation of the RSSI value or the coordinates x, y, z. A possible dependence of this value is z. For example, to the age of the records, records of different ages should be offset against each other. That is, GM.Weight = f (GM.Timestamp).
Ausgehend von den in
Obwohl manche Aspekte der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, so dass ein Block oder ein Bauelement der Vorrichtung
Wie nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-Ray Disk, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder Flash-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers, durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammen zu wirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.As with certain implementation requirements, embodiments of the present invention may be implemented in hardware or in software. The implementation may be performed using a digital storage medium, such as a floppy disk, a DVD, a Blu-Ray disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or flash memory, a hard disk or other magnetic or optical memory, are stored on the electronically readable control signals that can cooperate with a programmable computer system or cooperate such that the respective method is performed. Therefore, the digital storage medium can be computer readable. Thus, some embodiments according to the invention include a data carrier having electronically readable control signals capable of interacting with a programmable computer system to perform one of the methods described herein.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, dass erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung eines Referenzpakets durchzuführen, das Computerprogrammprodukt auf einem Computer oder Mikrocontroller abläuft. Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.In general, embodiments of the present invention may be implemented as a computer program product having a program code, wherein the program code is operative to perform inventive methods for generating a reference packet that executes computer program product on a computer or microcontroller. The program code can also be stored, for example, on a machine-readable carrier.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
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