基于三维模型的基站定位方法和系统与流程

1.本发明属于轨道交通领域，尤其涉及一种基于三维模型的基站定位方法和系统。


背景技术：

2.现有技术的基站定位，通常根据实际情况采用后方交会的方法测算出基站的坐标，再绘制三维建模图。这种技术在测算基站坐标时，由于采用后方交会的方法，在定位场景区域较大时，需要更换测绘站台，从而导致计算误差，且三维建模基准点与定位系统基准点校正时也会由于坐标系的不同，导致基站在三维建模中的显示位置产生误差。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于三维模型的基站定位方法和系统。该基于三维模型的基站定位方法，通过将点云数据建立三维模型的方法，统一采用三维建模的坐标系，可以直接在三维模型中准确获取所要安装的基站的坐标位置，避免了现有技术中的对基站坐标的计算以及坐标系不同所带来的误差。
4.本发明还提出一种基于三维模型的基站定位系统。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种基于三维模型的基站定位方法，所述基于三维模型的基站定位方法包括：获取基站安装区域的点云数据；通过所述基站安装区域的点云数据建立所述基站安装区域的三维模型；根据所述三维模型，标识基站安装位置；根据所述三维模型上的所述基站安装位置，确定基站安装坐标。
6.根据本发明实施例的基于三维模型的基站定位方法，通过将点云数据建立三维模型的方法，统一采用bim图的坐标系，可以直接在三维模型中准确获取所要安装的基站的坐标位置，避免了现有技术中的对基站坐标的计算以及坐标系不同所带来的误差。
7.在本发明的一些示例中，所述获取基站安装区域的点云数据，包括：通过3d扫描仪扫描获取所述基站安装区域的点云数据。
8.在本发明的一些示例中，所述根据所述三维模型，标识基站安装位置，包括：根据所述三维模型，确定基站在所述基站安装区域中的信号覆盖率最好的位置，标识为基站安装位置。
9.在本发明的一些示例中，还包括：根据所述基站安装位置，确定基站编号，所述基站编号与基站媒体存取控制码绑定。
10.在本发明的一些示例中，所述根据所述三维模型上的所述基站安装位置，确定基站安装坐标，包括：根据所述三维模型上的所述基站安装位置，获取所述基站安装位置的点云数据；根据所述基站安装位置的点云数据，确定所述基站安装坐标。
11.在本发明的一些示例中，还包括：获取飞行时间测距法测距信息以及基站位置信息；根据所述飞行时间测距法测距信息和所述基站位置信息，判断基站位置是否移动。
12.在本发明的一些示例中，还包括：若所述基站位置发生移动，则显示基站发生位置
移动；若所述基站位置未发生移动，则保持不变。
13.根据本发明的第二方面的实施例提出一种基于三维模型的基站定位系统，包括：获取模块，所述获取模块用于获取基站安装区域的点云数据；模型建立模块，所述模型建立模块用于通过所述基站安装区域的点云数据建立所述基站安装区域的三维模型；标识模块，所述标识模块用于根据所述三维模型，标识基站安装位置；确定模块，所述确定模块用于根据所述三维模型上的所述基站安装位置，确定基站安装坐标。
14.根据本发明的第三方面的实施例提出一种控制器，包括接收器、存储器、处理器、发送器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明第一方面实施例所述的基于三维模型的基站定位方法。
15.根据本发明的第四方面的实施例提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明第一方面实施例所述的基于三维模型的基站定位方法。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.图1是本发明实施例提供的一种基于三维模型的基站定位方法的示意图；图2是本发明实施例提供的另一种基于三维模型的基站定位方法的示意 图；图3是本发明实施例提供的基于三维模型的基站定位系统的示意图；图4是本发明实施例提供的另一种基于三维模型的基站定位系统的示意 图；图5是本发明实施例提供的一种控制器的示意图。
具体实施方式
18.为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
19.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
20.下面参考图1-5详细描述根据本发明实施例的基于三维建模的基站定位方法和系统。
21.在一些实施例中，如图1所示，基于三维模型的基站定位方法包括如下步骤：s101，获取基站安装区域的点云数据。
22.在一些实施例中，在对基站进行定位前，需要收集基站安装区域的点云数据。在一些具体的实施例中，可以通过3d扫描仪对基站安装区域的点云数据进行收集，这里所说的3d扫描仪包括但不限于激光雷达、立体摄像头以及越渡时间相机等。其中，点云数据是指一个三维坐标系统中的一组向量的集合。这些向量通常以（x，y，z）三维坐标的形式表示，而且一般主要用来代表一个物体的外表面形状。不经如此，除（x，y，z）代表的几何位置信息之外，点云数据还可以表示一个点的灰度值，深度，分割结果等。
23.s102，通过基站安装区域的点云数据建立基站安装区域的三维模型。
24.在一些实施例中，在获取基站安装区域的点云数据之后，根据点云数据的坐标以及向量信息，可以建立基站安装区域的三维模型。
25.s103，根据三维模型，标识基站安装位置。
26.在一些实施例中，建立了三维模型后，可以根据三维模型，标识出三维模型中需要建立基站的位置，即为基站安装位置。
27.在一些实施例中，基站的安装位置一般为在基站安装区域中的信号覆盖率最好的位置。基站设置在该位置时，其信号传输率和覆盖率最好，因此将基站设置在该位置为最好的位置。
28.在一些实施例中，还包括：根据所述基站安装位置，确定基站编号，所述基站编号与基站媒体存取控制（media access control，mac）码绑定。
29.在标识出基站安装位置后，在此位置设置基站编号，并将基站编号与基站mac码绑定。需要说明的是，基站识别是通过底层的16位mac码来区分定位系统中的每一个基站，类似于基站的身份识别号。基站编号与基站的mac码进行绑定，可以在安装基站时，在基站标号对应的位置安装对应的基站，由此来确定一个已知的基站的具体位置。
30.s104，根据三维模型上的基站安装位置，确定基站安装坐标。
31.在一些实施例中，步骤s104，根据三维模型上的基站安装位置，确定基站安装坐标，还包括：根据三维模型上的基站安装位置，获取基站安装位置的点云数据；根据基站安装位置的点云数据，确定基站安装坐标。
32.在一些实施例中，确定了基站安装位置后，根据之前获取的点云数据，可以得到基站安装位置的坐标，由此，可以确定基站安装坐标。只需要在安装基站的时候，将基站安装在三维模型标识的相应的基站安装位置处即可。
33.由此，根据本发明提供的基于三维模型的基站定位方法，通过将点云数据建立三维模型的方法，可以直接在三维模型中准确获取所要安装的基站的坐标位置，避免了现有技术中的对基站坐标的计算所带来的误差。
34.在一些实施例中，如图2所示，基于三维模型的基站定位方法还包括：s201，获取飞行时间测距法（time of flight，tof）测距信息以及基站位置。
35.在一些实施例中，通过飞行时间测距法对基站位置信息进行测试。飞行时间法3d成像，是通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。tof测距方法属于双向测距技术，它主要利用信号在两个异步收发机之间往返的飞行时间来测量节点间的距离。传统的测距技术分为双向测距技术和单向测距技术。在信号电平比较好调制或在非视距视线环境下，基于接收的信号强度指示（received signal strength indication，rssi）测距方法估算的结果比较理想；在视距视线环境下，基于tof距离估算方法能够弥补基于rssi距离估算方法的不足。
36.s202，根据飞行时间测距法测距信息和所述基站位置，判断基站位置是否移动。
37.在一些具体的实施例中，基站周期性地发送tof测距信息给周围任一基站，通过tof测距信息的飞行往返时间，以及飞行速度，确认该基站与周围任一基站之间的距离。
38.当该基站与周围任一基站之间的距离均与三维模型上显示的坐标距离相同时，则
代表该基站没有发生移动。
39.当该基站与周围任一基站之间的距离与三维模型上显示的坐标距离不同时，则可以再与另外的基站进行tof测距，经过多次测试，测试出来的结果若还是不同，则代表该基站的位置发生了移动。
40.在一些实施例中，还有另一种测试方法。可以假设周围的两个基站的位置是固定的，待确认基站与任何一个固定基站可以测得一个固定距离d。其中与第一确定基站之间的固定距离为d1，与第二确定基站之间的固定距离为d2。以第一确定基站为圆心，以d1为圆心做圆，再以第二确定基站为圆心，以d2为圆心做圆。两个圆的交点就是要确认的位置。如果以预设值偏差超过一定值，可以判断为待确定基站移位。
41.在一些实施例中，若基站位置发生移动，则显示基站发生位置移动；若基站位置未发生移动，则保持不变。
42.在一些实施例中，若基站位置发生移动，则可以在bim后台显示基站发生位置移动，以提示工作人员及时调整基站位置。若基站位置未发生移动，则保持不变。
43.下面结合图1-3详细描述本发明的一个具体的实施例。
44.获取基站安装区域的点云数据。在对基站进行定位前，需要收集基站安装区域的点云数据。在一些具体的实施例中，可以通过3d扫描仪对基站安装区域的点云数据进行收集，这里所说的3d扫描仪包括但不限于激光雷达、立体摄像头以及越渡时间相机等。
45.通过基站安装区域的点云数据建立基站安装区域的三维模型。在获取基站安装区域的点云数据之后，根据点云数据的坐标以及向量信息，可以建立基站安装区域的三维模型。
46.根据所述三维模型，标识基站安装位置。基站的安装位置一般为在基站安装区域中的信号覆盖率最好的位置。基站设置在该位置时，其信号传输率和覆盖率最好，因此将基站设置在该位置为最好的位置。
47.根据所述基站安装位置，确定基站编号，所述基站编号与基站mac码绑定。在标识出基站安装位置后，在此位置设置基站编号，并将基站编号与基站mac码绑定。需要说明的是，基站识别是通过底层的16位mac码来区分定位系统中的每一个基站，类似于基站的身份识别号。基站编号与基站的mac码进行绑定，可以在安装基站时，在基站标号对应的位置安装对应的基站，由此来确定一个已知的基站的具体位置。
48.根据三维模型上的基站安装位置，获取基站安装位置的点云数据。获取到基站安装位置的点云数据后，点云数据中包含基站安装位置的坐标信息，即相当于确定了基站安装坐标。
49.确定了基站安装坐标后，在进行基站安装时，将基站mac码与基站编号对应安装，从而确定每个基站对应的基站位置。
50.基站位置确定后，后续运作过程中，可能会出现基站位置发生偏移的情况。此时，需要对基站位置进行判断是否移动。
51.一般采用tof测距，即飞行时间测距法。基站周期性地发送tof测距信息给周围任一基站，通过tof测距信息的飞行往返时间，以及飞行速度，确认该基站与周围任一基站之间的距离。当该基站与周围任一基站之间的距离均与三维模型上显示的坐标距离相同时，则代表该基站没有发生移动。当该基站与周围任一基站之间的距离与三维模型上显示的坐
标距离不同时，则可以再与另外的基站进行tof测距，经过多次测试，测试出来的结果若还是不同，则代表该基站的位置发生了移动。
52.下面参考图3-4详细描述根据本发明实施例的基于三维模型的基站定位系统100。
53.如图3所示，基于三维模型的基站定位系统100包括：获取模块101，获取模块101用于获取基站安装区域的点云数据；模型建立模块102，模型建立模块102用于通过基站安装区域的点云数据建立基站安装区域的三维模型；标识模块103，标识模块103用于根据三维模型，标识基站安装位置；确定模块104，确定模块104用于根据三维模型上的基站安装位置，确定基站安装坐标。
54.由此，根据本发明提供的基于三维模型的基站定位系统，通过各个模块的配合作用，可以直接在三维模型中准确获取所要安装的基站的坐标位置，避免了现有技术中的对基站坐标的计算所带来的误差。
55.在一些实施例中，确定模块104还用于根据基站安装位置，确定基站编号，基站编号与基站mac码绑定。
56.在一些实施例中，获取模块101还包括获取tof测距信息和基站位置信息。
57.在一些实施例中，如图4所示，基于三维模型的基站定位系统100还包括判断模块105，判断模块105还用于判断基站位置是否移动。
58.可以理解的，关于图3和图4的基于三维模型的基站定位系统100包括的功能块的具体实现方式及相应的有益效果，可以参考前述图1或者图2的实施例的具体介绍，这里不赘述。
59.如图5所示，本发明提供了一种控制器200，包括接收器11、存储器12、处理器13、发送器14以及存储在存储器12中并可在处理器13上运行的计算机程序，处理器13执行计算机程序时实现上述实施例中的基于三维模型的基站定位方法中的任一步骤。
60.在一些实施例中，提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中基于三维模型的基站定位方法中的任一步骤。
61.根据本发明实施例的基于三维模型的基站定位方法和系统的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
62.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器（rom）、可编程rom（prom）、电可编程rom（eprom）、电可擦除可编程rom（eeprom）或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器（ram）或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram（sram）、动态ram（dram）、同步dram（sdram）、双数据率sdram（ddrsdram）、增强型sdram（esdram）、同步链路（synchlink） dram（sldram）、存储器总线（rambus）直接ram（rdram）、直接存储器总线动态ram（drdram）、以及存储器总线动态ram（rdram）等。
63.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功
能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
64.以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
65.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。