基于电磁信号的移动终端定位方法及其装置的制造方法_4

文档序号:9691659阅读:来源:国知局
子总数不变。其中?\为第一聚合度阈值,Τ 2为第二聚合度阈值。
[0128] 然后,根据重采样后的当前粒子集中的评分高于第一评分阈值的粒子的移动步 长,更新重采样后的当前粒子集中评分低于第一评分阈值的粒子的移动步长。
[0129] 当权重G很低后,即当G < ?\,认为是定位失效,需要重新进行粒子初始化。
[0130] 粒子在重采样的过程中,均以一定的概率和幅度变化位移,zero_angle和step_ size〇
[0131] 同时,可输出最终的定位结果,即为评分高于第三评分阈值的所有粒子的位置信 息加权平均的结果。
[0132] 在本发明的其他实施方式中,也可以采用其他公式对粒子集中的粒子进行评分和 计算其聚合度。
[0133] 本实施方式基于蓝牙进行定位的各步骤也适用于基于其他电磁信号的定位,比如 无线网络信号等。
[0134] 本发明第五实施方式涉及一种基于电磁信号的移动终端定位方法。
[0135] 第五实施方式在第四实施方式的基础上进行了改进,主要改进之处在于:创造性 地将所有的蓝牙信标设备都设成同一 MAC地址,根据蓝牙的国际标准,这些蓝牙信标设备 会被视为同一设备,而且正常的其它蓝牙设备的MAC地址都会与这些蓝牙信标设备不同, 所以通过MAC地址的识别,可以有效地排除其它蓝牙设备的干扰,可以防止恶意的蓝牙设 备伪装成相同的信标标识,实现准确定位。
[0136] 具体地,在上述各定位步骤中,接收蓝牙指纹的具体实现方式如下:
[0137] 移动终端接收至少一个蓝牙信标设备发射的蓝牙信号,根据接收到的蓝牙信号获 取各蓝牙信标设备的MAC地址,并选择MAC地址是第一 MAC地址的各蓝牙信标设备作为参 照设备,根据接收到的蓝牙信号,获取各参照设备的蓝牙信号强度和所广播的信标标识。其 中,各蓝牙信标设备发射的蓝牙信号是随时间变化的加密的蓝牙信号,因而可对接收到的 蓝牙信号进行解密,得到各参照设备所广播的信标标识,进而生成蓝牙指纹。
[0138] 本发明的各方法实施方式均可以以软件、硬件、固件等方式实现。不管本发明是 以软件、硬件、还是固件方式实现,指令代码都可以存储在任何类型的计算机可访问的存储 器中(例如永久的或者可修改的,易失性的或者非易失性的,固态的或者非固态的,固定的 或者可更换的介质等等)。同样,存储器可以例如是可编程阵列逻辑(Programmable Array Logic,简称"PAL")、随机存取存储器(Random Access Memory,简称"RAM")、可编程只读存 储器(Programmable Read Only Memory,简称 "PROM")、只读存储器(Read-Only Memory, 简称"ROM")、电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable ROM,简 称"EEPROM")、磁盘、光盘、数字通用光盘(Digital Versatile Disc,简称"DVD")等等。
[0139] 本发明第六实施方式涉及一种基于电磁信号的移动终端定位装置。图4是该基于 电磁信号的移动终端定位装置的结构示意图。该基于电磁信号的移动终端定位装置包括:
[0140] 粒子初始化单元,用于在定位初始时刻将移动终端接收的电磁信号的信号指纹与 预先生成的信号指纹地图中的信号指纹进行匹配,根据匹配结果生成初始粒子集,并给该 初始粒子集中的每个粒子随机分配不同的移动步长。
[0141] 粒子更新单元,用于根据移动终端在当前时刻检测到的移动步数、移动方向和每 个粒子的移动步长,将前一时刻粒子集中的每个粒子的位置信息进行更新以得到当前粒子 集。
[0142] 粒子评分单元,用于根据当前粒子集中每个粒子的位置信息和当前时刻接收到的 信号指纹,对每个粒子的可用性进行评分。
[0143] 步长获取单元,用于获取当前粒子集中由粒子评分单元评出的评分高于第一评分 阈值的各粒子的移动步长。
[0144] 步长更新单元,用于根据步长获取单元所获取的移动步长,更新评分低于第一评 分阈值的各粒子的移动步长。
[0145] 更新控制单元,用于控制粒子更新单元、粒子评分单元、步长获取单元和步长更新 单元重复执行相应功能完成当前粒子集中粒子的移动步长的更新。
[0146] 地图生成单元,用于在粒子初始化单元生成初始粒子集之前,预先在需要定位的 区域中的多个采样点采样信号指纹,将采样所得的信号指纹和对应的位置信息存入信号指 纹地图。
[0147] 此外,上述粒子评分单元包括以下子单元:
[0148] 指纹获取子单元,用于获取信号指纹地图中与粒子距离最近的信号指纹的位置信 息和信号强度。
[0149] 可用性评分子单元,用于根据当前时刻采集到的信号指纹和获取到的位置信息和 信号强度对粒子的可用性进行评分。
[0150] 在本发明的一优选例中,预先将整个信号指纹地图栅格化,并存储每个栅格和与 每个栅格距离最近的信号指纹的标识之间的对应关系。并且,指纹获取子单元的功能通过 以下方式实现:
[0151] 根据对应关系,查询信号指纹地图中与粒子所在栅格距离最近的信号指纹的标 识,并根据查询到的标识获取与粒子距离最近的信号指纹的位置信息和信号强度。
[0152] 第一实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第一实施 方式互相配合实施。第一实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了 减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第一实施 方式中。
[0153] 本发明的第七实施方式涉及一种基于电磁信号的移动终端定位装置。
[0154] 第七实施方式在第六实施方式的基础上进行了改进,主要改进之处在于:计算当 前粒子集中粒子评分的聚合度,如果粒子评分聚合度太低则说明定位失败,需重新初始化 生成初始粒子集,再进行移动步长的更新和移动终端位置的定位,从而避免不必要的计算 量,提高定位效率。
[0155] 具体地说,本实施方式的定位装置还包括以下单元:
[0156] 聚合度计算单元,用于根据粒子评分单元评出的粒子的可用性评分计算当前粒子 集中粒子的聚合度。
[0157] 第一聚合度判断单元,用于判断当前粒子集中粒子的聚合度是否高于第一聚合度 阈值。
[0158] 第一获取控制单元,用于在第一聚合度判断单元判断的前粒子集中粒子的聚合度 高于第一聚合度阈值时,控制步长获取单元获取当前粒子集中评分高于第一评分阈值的各 粒子的移动步长。
[0159] 第二实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第二实施 方式互相配合实施。第二实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了 减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第二实施 方式中。
[0160] 本发明第八实施方式涉及一种基于电磁信号的移动终端定位装置。
[0161] 第八实施方式在第七实施方式的基础上进行了改进,主要改进之处在于:在当前 粒子集中粒子的评分聚合度较低,但未到达定位失败的程度时,可将当前粒子集进行更新, 删除评分低的粒子,根据评分高的粒子生成新的粒子,以提高整个当前粒子集的评分聚合 度,进而提1?定位和步长更新的准确性。
[0162] 具体地说,本实施方式的定位装置还包括以下单元:
[0163] 第二聚合度判断单元,用于在上述第一聚合度判断单元判断的前粒子集中粒子的 聚合度高于第一聚合度阈值时,判断当前粒子集中粒子的聚合度是否低于第二聚合度阈 值,其中,第二聚合度阈值大于第一聚合度阈值。
[0164] 粒子删除单元,用于当第二聚合度判断单元判断的由上述聚合度计算单元计算的 聚合度低于第二聚合度阈值且高于第一聚合度阈值时,删除当前粒子集中评分低于第二评 分阈值的粒子。
[0165] 粒子生成单元,用于根据删除后当前粒子集中剩余粒子的位置信息,生成与删除 的粒子数目相同的评分高于第二评分阈值的粒子以组成更新后的当前粒子集。
[0166] 位置输出单元,用于根据粒子生成单元更新后当前粒子集中粒子的位置确定移动 终端的位置。
[0167] 第二获取控制单元,用于在粒子生成单元更新当前粒子集后,控制上述步长获取 单元获取当前粒子集中评分高于第一评分阈值的各粒子的移动步长。
[0168] 第三实施方式是与本实施方式相对应的方法实施方式,本实施方式可与第三实施 方式互相配合实施。第三实施方式中提到的相关技术细节在本实施方式中依然有效,为了 减少重复,这里不再赘述。相应地,本实施方式中提到的相关技术细节也可应用在第三实施 方式中。
[0169] 需要说明的是,本发明各设备实施方式中提到的各单元都是逻辑单元,在物理上, 一个逻辑单元
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