本发明公开了一种用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，WiFi指纹采集机器人、铺设在室内地面上的循迹线以及内置有室内电子地图的服务器；将室内区域划分为N个子区域，为每个子区域设置一个锚点，后台工作人员通过观看服务器接收到的场景视频，利用远程遥控装置控制运行到对应于子区域的锚点位置处，WiFi指纹采集机器人到达锚点位置处后，自行循迹运动。采用了人工远程操控与自动循迹运行相结合的方式来对WiFi指纹采集机器人的循迹过程进行控制，既能提高采集效率，又能通过人工对运行轨迹进修正。锚点的设置使得在各个子区域的循迹运动相互独立，从而避免出现整体循迹产生的累积误差，提高定位精度，使得采集到的WiFi指纹与位置信息的匹配度更加精确。
1.一种用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，其特征在于：包括WiFi指纹采集机器人、铺设在室内地面上的循迹线以及内置有室内电子地图的服务器；WiFi指纹采集机器人包括连接有无线数据收发模块的主控芯片；所述主控芯片的信号输入端分别连接有循迹模块、WiFi指纹采集模块、视频采集模块以及远程遥控模块；循迹模块能够根据循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器；WiFi指纹采集机器人的主控芯片配置有位置标签识别模块；
步骤1：通过服务器在室内电子地图上对室内区域进行分区，划分成N个子区域，并规划出WiFi指纹采集机器人的运行路线；
步骤2：对应于室内电子地图上的每个子区域，在实际室内场景中设置对应的锚点，并对各个锚点进行标记；
步骤3：在每个子区域的室内地面上铺设对应的子区域循迹线，每个子区域循迹线以对应子区域的锚点作为该子区域的循迹起点，并以该子区域的出口作为该子区域的循迹终点；每个子区域循迹线均在运行路线上；在每个子区域循迹线上间隔设置若干位置标签，位置标签用于确定WiFi指纹采集机器人的位置；子区域循迹线包括直线路径以及曲线路径，在对应于位置标签处设置为曲线路径；所述位置标签识别模块为循迹运动模式识别模块，根据循迹运动模式判断出WiFi指纹采集机器人是否运行在曲线路径上，从而识别WiFi指纹采集机器人是否到达位置标签；
步骤4：在室内实际场景中寻找到对应室内电子地图上运行路线总起点的位置，将WiFi指纹采集机器人放置在总起点位置；
步骤5：启动WiFi指纹采集机器人，视频采集模块实时采集场景视频并通过无线数据收发模块上传给服务器；初始化循环变量i＝1；
步骤6：后台工作人员通过观看服务器接收到的场景视频，利用远程遥控装置向WiFi指纹采集机器人发送遥控命令以控制其运动行走，直到运行到对应于第i个子区域的第i个锚点位置处；
步骤7：WiFi指纹采集机器人到达第i个锚点位置处后，通过循迹模块探测第i个子区域对应的第i个子区域循迹线，并向WiFi指纹采集机器人的主控芯片发送循迹信号，主控芯片根据接收到的循迹信号控制WiFi指纹采集机器人沿着第i个子区域循迹线运动，使得WiFi指纹采集机器人从第i个子区域的第i个锚点运行到第i个子区域的出口；并且WiFi指纹采集机器人到达循迹线上的位置标签后，便启动WiFi指纹采集模块进行WiFi指纹采集；
步骤8：判断i＝N是否成立，若否，则令i＝i+1，回到步骤6；若是，循迹结束，从而完成整个室内区域的循迹。
2.根据权利要求1所述的用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，其特征在于：每个子区域的锚点均设置在子区域的中央位置，每个子区域循迹线均是以对应子区域的锚点为中心的回字纹形。
3.根据权利要求1所述的用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，其特征在于：WiFi指纹采集机器人在循迹的同时进行WiFi指纹采集，其中，在第i个子区域循迹线上进行WiFi指纹采集的步骤如下：步骤501：在室内电子地图上对第i个子区域的位置标签进行编号，其中第j个位置标签的编号为Si,j，j∈{1,2,...,n}，n为第i个子区域循迹线上位置标签的总数；
步骤502：WiFi指纹采集机器人到达锚点位置后，初始化运行曲线路径的次数k＝1；
步骤503：WiFi指纹采集机器人的循迹传感器探测子区域循迹线，根据子区域循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器，控制器根据循迹运动模式控制WiFi指纹采集机器人沿着循迹线运动；
步骤504：控制器内的位置标签识别模块，根据循迹运动模式判断WiFi指纹采集机器人是否运行在曲线路径上，若是，将运行曲线路径的次数赋值给WiFi指纹采集机器人到达当前位置标签编号的下标j，并进入步骤505；若否，回到步骤503；
步骤505：识别出当前位置标签后，控制器向WiFi采集模块发送采集命令；
步骤506：WiFi采集模块接收采集命令后启动并在当前位置标签处接收WiFi信号；同时，WiFi指纹采集机器人沿着当前位置标签处的曲线路径运行，运行完该段曲线路径便完成在当前位置标签上的WiFi指纹采集；
步骤507：采集完成后判断k＝n是否成立，若否，则令k＝k+1，回到步骤503；若是，则完成对第i个子区域循迹线上全部位置标签上的WiFi指纹采集。
4.根据权利要求1所述的用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，其特征在于：以距离锚点的路程来设置位置标签，各个位置标签距离锚点的路程均不相等；所述位置标签识别模块为路程计算模块。
5.根据权利要求4所述的用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，其特征在于：WiFi指纹采集机器人在循迹的同时进行WiFi指纹采集，其中，在第i个子区域循迹线上进行WiFi指纹采集的步骤如下：步骤701：在室内电子地图上对第i个子区域的位置标签进行编号，其中第j个位置标签的编号为Si,j，j∈{1,2,...,n}，n为第i个子区域循迹线上位置标签的总数；编号为Si,j与锚点的路程为Li,j；
步骤702：WiFi指纹采集机器人到达锚点位置时，将WiFi指纹采集机器人运行的路程归零；初始化j＝1；
步骤703：WiFi指纹采集机器人的循迹传感器探测子区域循迹线，根据子区域循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器，控制器根据循迹运动模式控制WiFi指纹采集机器人沿着循迹线运动；
步骤704：位置标签识别模块实时计算WiFi指纹采集机器人的当前路程L，当前路程L是指从锚点位置开始到当前位置的路程，并比较L与Li,j，判断是否到达n个位置标签中的第j个位置标签；若否，则回到步骤703；若是，进入步骤705；
步骤705：控制器控制WiFi指纹采集机器人暂停运动，并启动WiFi指纹采集模块进行采集；
步骤706：采集完成后判断j＝n是否成立，若否，则令j＝j+1，回到步骤703；若是，则完成对第i个子区域循迹线上全部位置标签上的WiFi指纹采集。
用于室内WiFi指纹采集的循迹方法
技术领域
[0001] 本发明涉及用于采集WiFi指纹的数据采集系统以及采集方法。
背景技术
[0002] 由于GPS定位技术难以解决室内环境下的定位问题，然而互联网技术的普及，大部分室内环境下都存在wifi，因此利用wifi定位是一种非常具有前景的室内定位方法。要利用wifi进行室内定位，就需要对wifi指纹进行采集，WiFi指纹是指具有对区分位置有帮助的特征，比如某个位置上是否能检测到接入点或基站、某个位置上检测到的来自基站信号的RSS(接收信号强度)等；在现有技术中主要依靠人工实地勘测的方式进行。人工采集的方式存在人工采集劳动强度大、成本高以及存在采集盲区的缺点。
[0003] 目前虽然涌现出了一些WiFi指纹采集机器人，能够根据规划的路径对室内布置的AP热点(如无线路由器、便携式热点设备等)进行wifi指纹的采集,WiFi指纹采集机器人在运行过程中由于种种原因，容易产生累积误差，使得WiFi指纹采集机器人的实际位置与预设的采集位置发生较大偏差，甚至还会脱离预先规划好的运行路径，这样，就造成采集结果往往差强人意，然而利用WiFi指纹进行定位的定位精度很大程度上依赖WiFi指纹的数量以及WiFi指纹与位置信息的匹配程度。
发明内容
[0004] 针对上述现有技术的不足，本发明提供一种用于WiFi指纹采集的循迹方法，以解决现有技术中WiFi指纹采集机器人在运行过程中累积误差较大的技术问题，能够提高WiFi指纹采集机器人在循迹过程中的定位精度，修正运行轨迹，提高采样效率，提高WiFi指纹数据的质量。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，包括WiFi指纹采集机器人、铺设在室内地面上的循迹线以及内置有室内电子地图的服务器；WiFi指纹采集机器人包括连接有无线数据收发模块的主控芯片；所述主控芯片的信号输入端分别连接有循迹模块、WiFi指纹采集模块、视频采集模块以及远程遥控模块；
[0006] 包括以下步骤：
[0007] 步骤1：通过服务器在室内电子地图上对室内区域进行分区，划分成N个子区域，并规划出WiFi指纹采集机器人的运行路线；
[0008] 步骤2：对应于室内电子地图上的每个子区域，在实际室内场景中设置对应的锚点，并对各个锚点进行标记；
[0009] 步骤3：在每个子区域的室内地面上铺设对应的子区域循迹线，每个子区域循迹线以对应子区域的锚点作为该子区域的循迹起点，并以该子区域的出口作为该子区域的循迹终点；每个子区域循迹线均在运行路线上；
[0010] 步骤4：在室内实际场景中寻找到对应室内电子地图上运行路线总起点的位置，将WiFi指纹采集机器人放置在总起点位置；
[0011] 步骤5：启动WiFi指纹采集机器人，视频采集模块实时采集场景视频并通过无线数据收发模块上传给服务器；初始化循环变量i＝1；
[0012] 步骤6：后台工作人员通过观看服务器接收到的场景视频，利用远程遥控装置向WiFi指纹采集机器人发送遥控命令以控制其运动行走，直到运行到对应于第i个子区域的第i个锚点位置处；
[0013] 步骤7：WiFi指纹采集机器人到达第i个锚点位置处后，通过循迹模块探测第i个子区域对应的第i个子区域循迹线，并向WiFi指纹采集机器人的主控芯片发送循迹信号，主控芯片根据接收到的循迹信号控制WiFi指纹采集机器人沿着第i个子区域循迹线运动，使得WiFi指纹采集机器人从第i个子区域的第i个锚点运行到第i个子区域的出口；
[0014] 步骤8：判断i＝N是否成立，若否，则令i＝i+1，回到步骤6；若是，循迹结束，从而完成整个室内区域的循迹。
[0015] 优选的，每个子区域的锚点均设置在子区域的中央位置，每个子区域循迹线均是以对应子区域的锚点为中心的回字纹形。
[0016] 优选的，在每个子区域循迹线上间隔设置有若干位置标签，位置标签用于确定WiFi指纹采集机器人的采集位置；WiFi指纹采集机器人的主控芯片配置有位置标签识别模块。
[0017] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
[0018] 1、采用了人工远程操控与WiFi指纹采集机器人自动循迹运行相结合的方式来对WiFi指纹采集机器人的循迹过程进行控制，这样既能提高采集效率，又能通过人工对WiFi指纹采集机器人的运行轨迹进修正。
[0019] 2、通过设置实际的锚点，以便后台工作人员通过WiFi指纹采集机器人采集的场景视频识别出锚点位置，从而远程遥控WiFi指纹采集机器人到达锚点，使得WiFi指纹采集机器人能够在到达子区域后以该子区域的锚点位置作为循迹起点，使得WiFi指纹采集机器人在各个子区域的循迹运动相互独立，因此各子区域的循迹运动不会相互影响，从而避免出现整体循迹产生的累积误差，进而提高了WiFi指纹采集机器人在循迹过程中的定位精度，使得采集到的WiFi指纹与位置信息的匹配度更加精确。
[0020] 3、子区域循迹线为回字纹形，一方面能够提高采集的密度，在同一子区域内能够采集到更多的WiFi指纹；另一方面，能够采集到覆盖整个子区域内的WiFi指纹；从而，为建立精确全面的WiFi指纹打下了基础。
[0021] 4、在子区循迹线上设置位置标签，WiFi指纹采集机器人通过位置标签识别模块自动识别出位置标签，这样，WiFi指纹采集机器人到达位置标签就自动进行WiFi指纹采集，提高采集效率。
附图说明
[0022] 图1为具体实施方式1中WiFi指纹采集机器人的电路结构框图；
[0023] 图2是具体实施方式1中室内循迹线的示意图；
[0024] 图3为具体实施方式1中位置标签的设置方式示意图；
[0025] 图4为具体实施方式2中位置标签的设置方式示意图。
具体实施方式
[0026] 下面结合附图和优选实施方式对本发明作进一步的详细说明。
[0027] 具体实施方式1
[0028] 如图1至图3所示，一种用于室内WiFi指纹采集的循迹方法，包括WiFi指纹采集机器人、铺设在室内地面上的循迹线以及内置有室内电子地图的服务器；WiFi指纹采集机器人包括连接有无线数据收发模块的主控芯片；所述主控芯片的信号输入端分别连接有循迹模块、WiFi指纹采集模块、视频采集模块以及远程遥控模块；
[0029] 包括以下步骤：
[0030] 步骤1：通过服务器在室内电子地图上对室内区域进行分区，划分成N个子区域，并规划出WiFi指纹采集机器人的运行路线；
[0031] 步骤2：对应于室内电子地图上的每个子区域，在实际室内场景中设置对应的锚点，并对各个锚点(P1、P2、P3、P4)进行标记；
[0032] 步骤3：在每个子区域的室内地面上铺设对应的子区域循迹线，每个子区域循迹线以对应子区域的锚点作为该子区域的循迹起点，并以该子区域的出口作为该子区域的循迹终点；每个子区域循迹线均在运行路线上；
[0033] 步骤4：在室内实际场景中寻找到对应室内电子地图上运行路线总起点的位置，将WiFi指纹采集机器人放置在总起点位置Q；
[0034] 步骤5：启动WiFi指纹采集机器人，视频采集模块实时采集场景视频并通过无线数据收发模块上传给服务器；初始化循环变量i＝1；
[0035] 步骤6：后台工作人员通过观看服务器接收到的场景视频，利用远程遥控装置向WiFi指纹采集机器人发送遥控命令以控制其运动行走，直到运行到对应于第i个子区域的第i个锚点位置处；遥控行走的路径如图2中虚线所示。
[0036] 步骤7：WiFi指纹采集机器人到达第i个锚点位置处后，通过循迹模块探测第i个子区域对应的第i个子区域循迹线，并向WiFi指纹采集机器人的主控芯片发送循迹信号，主控芯片根据接收到的循迹信号控制WiFi指纹采集机器人沿着第i个子区域循迹线运动，使得WiFi指纹采集机器人从第i个子区域的第i个锚点运行到第i个子区域的出口；
[0037] 步骤8：判断i＝N是否成立，若否，则令i＝i+1，回到步骤6；若是，循迹结束，从而完成整个室内区域的循迹。
[0038] 通过设置实际的锚点，以便后台工作人员通过WiFi指纹采集机器人采集的场景视频识别出锚点位置，从而远程遥控WiFi指纹采集机器人到达锚点，使得WiFi指纹采集机器人能够在到达子区域后以该子区域的锚点位置作为循迹起点，使得对各个子区域的循迹运动相互独立，因此各子区域的循迹运动不会相互影响，从而避免出现整体循迹产生的累积误差，进而提高了WiFi指纹采集机器人在循迹过程中的定位精度，使得采集到的WiFi指纹与位置信息的匹配度更加精确。
[0039] 本具体实施方式中，每个子区域的锚点均设置在子区域的中央位置，每个子区域循迹线均是以对应子区域的锚点为中心的回字纹形。子区域循迹线为回字纹形，一方面能够提高采集的密度，在同一子区域内能够采集到更多的WiFi指纹；另一方面，能够采集到覆盖整个子区域内的WiFi指纹；从而，为建立精确全面的WiFi指纹打下了基础。
[0040] 本具体实施方式中，在每个子区域循迹线上间隔设置有若干位置标签，位置标签用于确定WiFi指纹采集机器人的采集位置；WiFi指纹采集机器人的主控芯片配置有位置标签识别模块。在子区循迹线上设置位置标签，WiFi指纹采集机器人通过位置标签识别模块自动识别出位置标签，这样，WiFi指纹采集机器人到达位置标签就自动进行WiFi指纹采集，提高采集效率。
[0041] 如图3所示，以第一子区域为例，本具体实施方式中，子区域循迹线包括直线路径以及曲线路径，在对应于位置标签(S1,S2,…..,Sn)处设置为曲线路径，其余为直线路径；所述位置标签识别模块为循迹运动模式识别模块。WiFi指纹采集机器人的循迹模块能够根据循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器，位置标签识别模块根据循迹运动模式便能判断出WiFi指纹采集机器人是否运行在曲线路路径上，从而识别出WiFi指纹采集机器人是否到达位置标签，WiFi指纹采集机器人到达位置标签后，便启动WiFi指纹采集模块进行WiFi指纹采集，能够节约电能，延长WiFi指纹采集机器人的续航时间。
[0042] 另外，WiFi指纹采集机器人通过识别出与循迹线上曲线路径对应的曲线运动模式来识别出位置标签，由于机器人在位置标签上做曲线运动，能够延长机器人在位置标签上的停留时间，实现边运动边采集，无需暂停运动来进行采集，大大提高采集效率。
[0043] 本具体实施方式中，WiFi指纹采集机器人在循迹的同时进行WiFi指纹采集，其中，在第i个子区域循迹线上进行WiFi指纹采集的步骤如下：
[0044] 步骤501：在室内电子地图上对第i个子区域的位置标签进行编号，其中第j个位置标签的编号为Si,j，j∈{1,2,...,n}，n为第i个子区域循迹线上位置标签的总数；
[0045] 步骤502：WiFi指纹采集机器人到达锚点位置后，初始化运行曲线路径的次数k＝1；
[0046] 步骤503：WiFi指纹采集机器人的循迹传感器探测子区域循迹线，根据子区域循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器，控制器根据循迹运动模式控制WiFi指纹采集机器人沿着循迹线运动；
[0047] 步骤504：控制器内的位置标签识别模块，根据循迹运动模式判断WiFi指纹采集机器人是否运行在曲线路径上，若是，将运行曲线路径的次数赋值给WiFi指纹采集机器人到达当前位置标签编号的下标j，并进入步骤505；若否，回到步骤503；
[0048] 步骤505：识别出当前位置标签后，控制器向WiFi采集模块发送采集命令；
[0049] 步骤506：WiFi采集模块接收采集命令后启动并在当前位置标签处接收WiFi信号；同时，WiFi指纹采集机器人沿着当前位置标签处的曲线路径运行，运行完该段曲线路径便完成在当前位置标签上的WiFi指纹采集；
[0050] 步骤507：采集完成后判断k＝n是否成立，若否，则令k＝k+1，回到步骤503；若是，则完成对第i个子区域循迹线上全部位置标签上的WiFi指纹采集。
[0051] 具体实施方式2
[0052] 如图4所示，以第一子区域为例，本具体实施方式与具体实施方式1所不同的是位置标签的设置方式，具体的：以距离锚点的路程来设置位置标签，各个位置标签(S1,S2,…..,Sn)距离锚点的路程均不相等；所述位置标签为路程计算模块。路程计算模块可以采用现有技术中的里程计、计步器等，每到达一个子区域的锚点位置就将WiFi指纹采集机器人行走的路程归零，然后从锚点位置处重新开始计算，当WiFi指纹采集机器人行走的路程等于位置标签Sj距离锚点P1的路程时，WiFi指纹采集机器人则暂停下来进行WiFi指纹采集。这样，子区域与子区域之间的位置标签相互独立，避免以统一的起点作为路程计算的起点产生的累积误差，提高了WiFi指纹采集机器人在位置标签识别过程中的定位精度，使得采集到的WiFi指纹与位置信息的匹配度更加精确。
[0053] 本具体实施方式中，WiFi指纹采集机器人在循迹的同时进行WiFi指纹采集，其中，在第i个子区域循迹线上进行WiFi指纹采集的步骤如下：
[0054] 步骤701：在室内电子地图上对第i个子区域的位置标签进行编号，其中第j个位置标签的编号为Si,j，j∈{1,2,...,n}，n为第i个子区域循迹线上位置标签的总数；编号为Si,j与锚点的路程为Li,j；
[0055] 步骤702：WiFi指纹采集机器人到达锚点位置时，将WiFi指纹采集机器人运行的路程归零；初始化j＝1；
[0056] 步骤703：WiFi指纹采集机器人的循迹传感器探测子区域循迹线，根据子区域循迹线生成循迹运动模式，并实时将循迹运动模式发送给控制器，控制器根据循迹运动模式控制WiFi指纹采集机器人沿着循迹线运动；
[0057] 步骤704：位置标签识别模块实时计算WiFi指纹采集机器人的当前路程L，当前路程L是指从锚点位置开始到当前位置的路程，并比较L与Li,j，判断是否到达n个位置标签中的第j个位置标签；若否，则回到步骤703；若是，进入步骤705；
[0058] 步骤705：控制器控制WiFi指纹采集机器人暂停运动，并启动WiFi指纹采集模块进行采集；
[0059] 步骤706：采集完成后判断j＝n是否成立，若否，则令j＝j+1，回到步骤703；若是，则完成对第i个子区域循迹线上全部位置标签上的WiFi指纹采集。
