移动终端的定位方法及定位装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及定位技术领域，具体而言，涉及一种移动终端的定位方法和一种移动 终端的定位装置。
【背景技术】
[0002] 无线传感器网络是面向事件的监测网络，对于大多数应用，不知道传感器位置而 感知的数据是没有意义的。实时地确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网 络最基本的功能之一，也是提供监测事件位置信息的前提，所以定位技术对传感器网络应 用的有效性起着关键的作用。
[0003] 但是传统的GPS(Global Positioning System，全球定位系统）等定位系统的室内 定位精度差，并且也不适用于进行室内定位。因此，如何能够提高终端定位的准确性，尤其 是室内定位的准确性成为亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0004] 本发明正是基于上述技术问题至少之一，提出了一种新的移动终端的定位方案， 可以有效提高二维定位和三维定位的准确度，尤其可以提高室内定位的准确度。
[0005] 有鉴于此，本发明提出了一种移动终端的定位方法，包括：接收多个锚节点中的每 个锚节点发送的包含有所述每个锚节点的标识信息和位置信息的广播信号；根据接收到的 所述广播信号的强度确定所述移动终端与所述每个锚节点之间的距离，以得到包含多个距 离值的距离集合；基于所述距离集合和所述每个锚节点的位置信息，计算所述移动终端的 第一坐标集合；按照所述广播信号的强度由大到小的顺序，选取所述多个锚节点中预定数 量个锚节点构成至少一个三角形或四面体，并基于加权质心算法和所述第一坐标集合，计 算得到所述移动终端的第二坐标集合；根据所述第二坐标集合和所述第二坐标集合中的每 个坐标到所述至少一个三角形或所述四面体中对应的三角形或四面体顶点的距离，通过加 权质心算法计算所述移动终端的坐标位置。
[0006] 在该技术方案中，通过接收锚节点发送的广播信号，以计算与锚节点之间的距 离，进而确定移动终端的第一坐标集合，并通过两次加权质心算法对移动终端的坐标位置 进行计算，使得能够借助于其它锚节点实现定位，尤其适用于室内定位的场景。同时，若 移动终端距离锚节点越近，则由广播信号强度值（即RSSI，Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示）的偏差产生的绝对误差越小，因此通过选择广播信号的 强度较大的预定数量个锚节点进行加权质心算法，有效提高了二维定位和三维定位的准确 度。其中，锚节点发送的广播信号可以是蓝牙信号。
[0007] 在上述技术方案中，优选地，根据接收到的所述广播信号的强度确定所述移动终 端与所述每个锚节点之间的距离的步骤具体包括：接收所述每个锚节点周期性发送的所述 广播信号；计算接收到的所述每个锚节点发送的多个广播信号的强度的中值；根据所述中 值确定所述移动终端与所述每个锚节点之间的距离。
[0008] 在该技术方案中，通过采用多个广播信号的强度的中值确定移动终端与每个锚节 点之间的距离，使得可以减少粗大误差对测量数据的影响，并且能够在消除粗大误差的同 时保护信号的细节信息，有利于提高终端定位的准确性。
[0009] 在上述任一技术方案中，优选地，选取所述多个锚节点中预定数量个锚节点构成 至少一个三角形或四面体，并基于加权质心算法和所述第一坐标集合，计算得到所述移动 终端的第二坐标集合的步骤具体包括：
[0010] 判断需要对所述移动终端进行二维定位或是三维定位；在判定需要对所述移动终 端进行二维定位时，选择所述多个锚节点中预定数量个锚节点构成至少一个三角形，并基 于三角形加权质心算法和所述第一坐标集合，计算得到所述第二坐标集合；以及在判定需 要对所述移动终端进行三维定位时，选择所述多个锚节点中预定数量个锚节点构成至少一 个四面体，并基于四面体加权质心算法和所述第一坐标集合，计算得到所述第二坐标集合。 [0011] 具体地，二维定位需要通过构建三角形进行三角形加权质心算法计算得到上述第 二坐标集合，三维定位需要通过构建四面体进行四面体加权质心算法计算得到上述第二坐 标集合。
[0012] 在上述任一技术方案中，优选地，根据所述第二坐标集合和所述第二坐标集合中 的每个坐标到所述至少一个三角形中对应的三角形的距离，通过加权质心算法计算所述移 动终端的坐标位置的步骤具体包括：
[0013] 通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
[0015] 其中，（X0, Y0)表示所述移动终端的坐标位置，（XO1JO1)表示所述第二坐标集合 中的第i个坐标，r表示所述第二坐标集合中的坐标个数，d lW、d2W和d3W分别表示所述 第二坐标集合中的第i个坐标点到对应的三角形顶点的距离。即在进行二维定位时，选取
作为权值进行加权计算。
[0016] 在上述任一技术方案中，优选地，根据所述第二坐标集合和所述第二坐标集合中 的每个坐标到所述至少一个四面体中对应的四面体的距离，通过加权质心算法计算所述移 动终端的坐标位置的步骤具体包括：
[0017] 通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
[0018]
[0020] 其中，（Χ0，Υ0，Ζ0)表示所述移动终端的坐标位置，（XO1JOdZO 1)表示所述第二坐 标集合中的第i个坐标，r表示所述第二坐标集合中的坐标个数，dlW、d 2W、d3W和d4W分 别表示所述第二坐标集合中的第i个坐标点到对应的四面体顶点的距离。
[0021] 即在进行二维定位时，选取
作为权值进行加权 计算。
[0022] 根据本发明的另一方面，还提出了一种移动终端的定位装置，包括：接收单元，用 于接收多个锚节点中的每个锚节点发送的包含有所述每个锚节点的标识信息和位置信息 的广播信号；确定单元，用于根据接收到的所述广播信号的强度确定所述移动终端与所述 每个锚节点之间的距离，以得到包含多个距离值的距离集合；第一计算单元，用于基于所述 距离集合和所述每个锚节点的位置信息，计算所述移动终端的第一坐标集合；处理单元，用 于按照所述广播信号的强度由大到小的顺序，选取所述多个锚节点中预定数量个锚节点构 成至少一个三角形或四面体，并基于加权质心算法和所述第一坐标集合，计算得到所述移 动终端的第二坐标集合；第二计算单元，用于根据所述第二坐标集合和所述第二坐标集合 中的每个坐标到所述至少一个三角形或所述四面体中对应的三角形或四面体顶点的距离， 通过加权质心算法计算所述移动终端的坐标位置。
[0023] 在该技术方案中，通过接收锚节点发送的广播信号，以计算与锚节点之间的距离， 进而确定移动终端的第一坐标集合，并通过两次加权质心算法对移动终端的坐标位置进行 计算，使得能够借助于其它锚节点实现定位，尤其适用于室内定位的场景。同时，若移动终 端距离锚节点越近，则由广播信号强度值（即RSSI)的偏差产生的绝对误差越小，因此通过 选择广播信号的强度较大的预定数量个锚节点进行加权质心算法，有效提高了二维定位和 三维定位的准确度。其中，锚节点发送的广播信号可以是蓝牙信号。
[0024] 在上述技术方案中，优选地，所述接收单元具体用于，接收所述每个锚节点周期性 发送的所述广播信号；所述确定单元包括：第三计算单元，用于计算接收到的所述每个锚 节点发送的多个广播信号的强度的中值；第一执行单元，用于根据所述中值确定所述移动 终端与所述每个锚节点之间的距离。
[0025] 在该技术方案中，通过采用多个广播信号的强度的中值确定移动终端与每个锚节 点之间的距离，使得可以减少粗大误差对测量数据的影响，并且能够在消除粗大误差的同 时保护信号的细节信息，有利于提高终端定位的准确性。
[0026] 在上述任一技术方案中，优选地，所述处理单元包括：判断单元，用于判断需要对 所述移动终端进行二维定位或是三维定位；第二执行单元，用于在所述判断单元判定需要 对所述移动终端进行二维定位时，选择所述多个锚节点中预定数量个锚节点构成至少一个 三角形，并基于三角形加权质心算法和所述第一坐标集合，计算得到所述第二坐标集合，并 用于在所述判断单元判定需要对所述移动终端进行三维定位时，选择所述多个锚节点中预 定数量个锚节点构成至少一个四面体，并基于四面体加权质心算法和所述第一坐标集合， 计算得到所述第二坐标集合。
[0027] 具体地，二维定位需要通过构建三角形进行