一种室内定位方法及装置的制造方法_2

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42] 图1为本发明实施例提供的一种室内定位方法的流程示意图;
[0043] 图2为本发明实施例提供的一种室内定位装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0044]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。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。
[0045] 为了解决现有技术问题,本发明实施例公开了一种室内定位方法及装置,以结合 RSSI定位技术和TD0A定位技术来实现室内定位的方式,避免单独利用RSSI定位技术或TD0A 定位技术的弊端,从而提尚室内定位精度。
[0046] 下面通过具体实施例,对本发明进行详细说明。
[0047] 图1为本发明实施例提供的一种室内定位方法的流程示意图,包括如下步骤:
[0048] S101:在预设时间段内,利用RSSI定位技术,对待定位的目标对象进行至少一次定 位,获得至少一个初步RSSI定位结果;
[0049] 其中,待定位的目标对象可以为电子设备,例如:智能手机、平板电脑等。
[0050] 其中,RSSI定位技术中,RSSI值是一种指示传播介质中电磁波能量大小的数值, RSSI值随距离增加而减小,无线信号传输中普遍采用的理论模型为渐变模型,公式如下:
[0052]式中,d为射频信号接收端与发射端之间的距离,do为参考距离,pr(do)是在参考距 离点处的接收信号功率,Pr(d)是接收端的接收信号功率,XdBm是一个均值为0的高斯随即变 量,反映当距离一定时,接收信号功率的变化,n为路径损耗指数,通常是由实际测量得到, 障碍物越多,n值越大,从而接收到的平均能量下降的速度会随着距离的增加而变得越来越 快。实际应用中一般采用简化的渐变模型,公式如下:
[0054] 为便于表达和计算,通常将参考距离do取为lm。于是可得:
[0055] [pr(d) ]dBm=RSSI〇-10nlg(d)
[0056]把上式写成RSSI的形式得到:
[0057] RSSI=RSSI〇-10nlg(d)
[0058]其中,RSSIo为射频信号接收端与发射端相距lm时接收端接收到的无线信号强度 RSSI值。上述公式为RSSI测距方法的经典模型,给出了RSSI和d的函数关系。RSSIo和n都是 经验值,和具体的无线信号传播的环境密切相关,因此在不同的实际环境下RSSIo和n参数 不同,其测距模型不同。为使模型能够最大程度符合当前环境中的无线信号传播特性,使 RSSI测距能获得更高的精度,需要对参数RSSIo和n进行优化,得到当前室内环境下的最优 值。一般通过线性回归分析来估计参数RSSIo和n的值,公式如下:
[0059] Pi = -101gdi, i = 1,2,......N
[0062]其中,
[0065]通过线性回归分析最终能得到当前环境下的测距模型。测距模型可以很好地拟合 出适应当前实验环境的模型曲线,从而明确RSSI值和距离的关系,通过测量值便可得到 RSSI定位结果。
[0066]另外,需要强调的是,利用接收信号强度RSSI定位技术对待定位的目标对象所进 行的每次定位,均可以参照现有技术中的利用RSSI定位技术进行定位的方式,在此不做限 定。
[0067] S102:对所述至少一个初步RSSI定位结果进行预设的结果校正操作,获得目标 RSSI定位结果;
[0068] 其中,在获得至少一个初步RSSI定位结果后,可以对所述至少一个初步RSSI定位 结果进行预设的结果校正操作,获得目标RSSI定位结果,从而得到通过RSSI技术所确定出 的定位结果。
[0069] 具体的,在一种实现方式中,所述对所述至少一个初步RSSI定位结果进行预设的 结果校正操作,获得目标RSSI定位结果,可以为:对所述至少一个初步RSSI定位结果求均 值,将所述均值作为目标RSSI定位结果。
[0070] 具体的,在另一种实现方式中,所述对所述至少一个初步RSSI定位结果进行预设 的结果校正操作,获得目标RSSI定位结果,可以为:对所述至少一个初步RSSI定位结果求均 值,剔除与均值差值最大的初步RSSI定位结果,对剩余的初步RSSI定位结果再次求均值,将 再次求均值所得的结果,作为目标RSSI定位结果。
[0071] 需求强调的是,上述所给出的关于S102的具体实现方式仅仅作为示例,并不应该 构成对本发明实施例的限定。
[0072] S103:将所述目标RSSI定位结果作为TD0A定位技术中的初始估计位置,利用TD0A 定位技术对所述目标对象进行定位,获得目标1D0A定位结果;
[0073]将所述目标RSSI定位结果作为ID0A微分法解算的初始估计位置,在每一次递归中 通过求解ID0A测量值误差的局部最小二乘解来改进估计位置,直到误差满足设定的门限, 便得到了目标1D0A定位结果,从而得到基于D0A定位技术所确定出的定位结果。
[0074]其中,利用TD0A定位技术对该目标对象进行定位,获得目标TD0A定位结果的具体 实现方式可以参照现有技术中利用TD0A定位技术进行定位的具体实现方式,在此不做赘 述。
[0075] S104:利用预设的定位结果模型,对所述目标RSSI定位结果和所述目标TD0A定位 结果进行加权融合,获得所述目标对象的最终定位结果。
[0076]由于ID0A定位中接收到的信号可能出现不足的情况,同时为了提高定位结果的稳 定性和准确性,在精确定位过程中还需要进行数据融合,通过RSSI定位结果和ID0A定位结 果相融合,由于采用TD0A和RSSI定位技术定位精度相差很大,不能在数据融合中平等对待 采用不同定位方式取得的结果,鉴于TD0A的定位精度更高,因此,将TD0A定位结果分配更高 的权重,为此,将定位结果模型表示为:
[0077] P〇S = aP〇Std〇a+PPOSrssi
[0078] 其中,P0S表示最终定位结果,POSt-表示目标TD0A定位结果,P0Srssi表示目标RSSI 定位结果,a表示为目标TD0A定位结果设置的权重值,0表示为目标RSSI定位结果设置的权 重值。在定位过程中,根据接收到的TD0A信号数量,动态的改变a、P的权重,从而通过最佳线 性加权数据融合来得到最终定位结果。TD0A信号数量与权重值a、P的对应关系可以如下表 所示:
[0080]可见,本方案通过结合RSSI定位技术和TD0A定位技术来实现室内定位,避免了单 独利用RSSI定位技术或TD0A定位技术的弊端,因此,能够提高室内定位精度。
[0081]图2为本发明实施例提供的一种室内定位装置的结构示意图,与图1所示的流程相 对应,包括RSSI模块201、校正模块202、TD0A模块203、融合模块204。
[0082]其中,RSSI模块201,用于在预设时间段内,利用接收信号强度RSSI定位技术,对待 定位的目标对象进行至少一次定位,获得至少一个初步RSSI定位结果。
[0083]校正模块202,用于对所述至少一个初步RSSI定位结果进行预设的结果校正操作, 获得目标RSSI定位结果。
[0084] TD0A模块203,用于将所述目标RSSI定位结果作为TD0A定位技术中的初始估计位 置,利用到达时间差ID0A定位技术对所述目标对象进行定位,获得目标ID0A定位结果。 [0085]融合模块204,用于利用预设的定位结果模型,对所述目标RSSI定位结果和所述目 标
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