卫星通信终端的室内定位方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及室内定位，尤其涉及一种卫星通信终端的室内定位方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、随着科技的迅速发展，卫星通信终端在无线通信领域的应用变得越来越广泛。在室内环境中，由于建筑物结构的限制以及信号传播的复杂性，传统的gps定位系统在室内往往无法提供准确的定位信息。因此，对于室内定位技术的研究和创新变得至关重要。

2、传统的室内定位方法，如wi-fi定位或蓝牙定位，往往受限于信号覆盖范围，进而导致现有方案的准确率低。

技术实现思路

1、本发明提供了一种卫星通信终端的室内定位方法、装置、设备及存储介质，用于提高卫星通信终端的室内定位准确率。

2、本发明第一方面提供了一种卫星通信终端的室内定位方法，所述卫星通信终端的室内定位方法包括：

3、通过预置的卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，得到多个历史频段信号，并分别对所述多个历史频段信号进行信号特征分析，得到每个历史频段信号的信号传播路径特征；

4、根据所述信号传播路径特征，对所述多个历史频段信号进行信号调制融合，得到融合频段信号；

5、将所述融合频段信号输入预置的初始室内定位模型进行设备室内定位分析，得到历史定位数据集；

6、对所述目标设备进行实时图像采集，得到多个设备实时运行图像，并对所述多个设备实时运行图像进行设备环境特征提取，得到设备环境特征集合；

7、根据所述设备环境特征集合和所述历史定位数据集构建目标噪声方差矩阵，并通过所述目标噪声方差矩阵对所述历史定位数据集进行定位偏差计算，得到定位偏差数据；

8、根据所述定位偏差数据对所述初始室内定位模型进行模型参数优化，得到目标室内定位模型，并通过所述目标室内定位模型对所述目标设备进行实时定位，得到实时定位数据。

9、结合第一方面，在本发明第一方面的第一种实现方式中，所述通过预置的卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，得到多个历史频段信号，并分别对所述多个历史频段信号进行信号特征分析，得到每个历史频段信号的信号传播路径特征，包括：

10、通过预置的卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，得到多个历史频段信号；

11、分别对所述多个历史频段信号进行时域分析，得到每个历史频段信号的时域特征集合；

12、分别对所述多个历史频段信号进行频谱分析，得到每个历史频段信号的频域特征集合；

13、分别对所述多个历史频段信号进行幅度分析，得到每个历史频段信号的信号强度特征集合；

14、分别对所述多个历史频段信号进行相位分析，得到每个历史频段信号的相位特征集合；

15、对所述时域特征集合、所述频域特征集合、所述信号强度特征集合以及所述相位特征集合进行传播路径特征提取，得到每个历史频段信号的信号传播路径特征，所述信号传播路径特征包括信号的传播时间、路径损耗及多径效应。

16、结合第一方面，在本发明第一方面的第二种实现方式中，所述根据所述信号传播路径特征，对所述多个历史频段信号进行信号调制融合，得到融合频段信号，包括：

17、根据所述信号传播路径特征，分别对所述多个历史频段信号进行信号标准化参数运算，得到每个历史频段信号的信号标准化参数；

18、根据所述信号标准化参数，对所述多个历史频段信号进行信号标准化处理，得到多个标准频段信号；

19、将所述多个标准频段信号输入预置的信号调制模型，所述信号调制模型包括：多个弱分类器，每个弱分类器包括卷积池化层、全连接层、长短时记忆层以及输出层；

20、通过所述多个弱分类器中的卷积池化层及全连接层，分别对所述多个标准频段信号进行信号编码，得到每个标准频段信号的信号编码数据；

21、通过所述多个弱分类器中的长短时记忆层以及输出层，分别对所述信号编码数据进行信号调制，得到每个弱分类器的目标调制信号；

22、获取所述多个弱分类器的分类器权重数据，并根据所述分类器权重数据对每个弱分类器的目标调制信号进行信号融合，得到融合频段信号。

23、结合第一方面，在本发明第一方面的第三种实现方式中，所述将所述融合频段信号输入预置的初始室内定位模型进行设备室内定位分析，得到历史定位数据集，包括：

24、将所述融合频段信号输入预置的初始室内定位模型，所述初始室内定位模型包括：定位预测层以及定位校验层，所述定位预测层包括多个径向基函数，所述定位校验层包括路径损耗分析函数；

25、根据所述多个径向基函数分别对所述融合频段信号进行定位预测，得到每个径向基函数的定位预测数据；

26、获取所述多个径向基函数的函数权重数据，并根据所述函数权重数据对每个径向基函数的定位预测数据进行加权求和，得到预测定位数据集；

27、通过所述路径损耗分析函数对所述预测定位数据集进行定位数据校验，得到历史定位数据集。

28、结合第一方面，在本发明第一方面的第四种实现方式中，所述对所述目标设备进行实时图像采集，得到多个设备实时运行图像，并对所述多个设备实时运行图像进行设备环境特征提取，得到设备环境特征集合，包括：

29、对所述目标设备进行实时图像采集，得到多个初始实时运行图像；

30、分别对所述多个初始实时运行图像进行图像增强处理，得到多个目标实时运行图像；

31、对所述多个目标实时运行图像进行设备中心识别，得到多个设备中心关键点，并根据所述多个设备中心关键点构建初始位置云图；

32、基于k次近邻算法对所述初始位置云图中的每个设备中心关键点进行临近点识别，得到每个设备中心关键点对应的k个最近邻点；

33、分别计算所述k个最近邻点与对应的设备中心关键点之间的位置偏移量，并根据所述位置偏移量对所述初始位置云图进行漂移校正，得到目标位置云图；

34、将所述目标位置云图映射至对应的目标实时运行图像，得到多个设备实时运行图像；

35、对所述多个设备实时运行图像进行设备环境特征提取，得到设备环境特征集合。

36、结合第一方面，在本发明第一方面的第五种实现方式中，所述根据所述设备环境特征集合和所述历史定位数据集构建目标噪声方差矩阵，并通过所述目标噪声方差矩阵对所述历史定位数据集进行定位偏差计算，得到定位偏差数据，包括：

37、通过预置的正态云模型，对所述历史定位数据集进行正态云分布映射，得到初始正态云分布，所述初始正态云分布包括多个历史定位数据点；

38、基于所述设备环境特征集合，计算每个历史定位数据点的权重，并根据每个历史定位数据点的权重生成目标权重矩阵；

39、对所述初始正态云分布进行噪声方差计算，得到目标噪声方差矩阵；

40、根据所述目标权重矩阵对所述历史定位数据集进行权重加权平均，并根据所述目标噪声方差矩阵进行定位偏差计算，得到定位偏差数据。

41、结合第一方面，在本发明第一方面的第六种实现方式中，所述根据所述定位偏差数据对所述初始室内定位模型进行模型参数优化，得到目标室内定位模型，并通过所述目标室内定位模型对所述目标设备进行实时定位，得到实时定位数据，包括：

42、获取所述初始室内定位模型中多个径向基函数的第一函数参数集合以及路径损耗分析函数的第二函数参数集合；

43、根据所述定位偏差数据，并通过预置的遗传算法对所述第一函数参数集合以及所述第二函数参数集合进行模型参数初始化，生成初始模型参数群体，所述初始模型参数群体包括多个候选模型参数组合；

44、对所述多个候选模型参数组合进行适应度计算，得到每个候选模型参数组合的适应度数据；

45、根据所述适应度数据对所述多个候选模型参数组合进行模型参数最优化求解，得到目标模型参数组合；

46、通过所述目标模型参数组合对所述初始室内定位模型进行模型参数更新，得到目标室内定位模型；

47、通过所述卫星通信终端获取实时多频信号，并将所述实时多频信号输入所述目标室内定位模型进行实时定位，得到实时定位数据。

48、本发明第二方面提供了一种卫星通信终端的室内定位装置，所述卫星通信终端的室内定位装置包括：

49、采集模块，用于通过预置的卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，得到多个历史频段信号，并分别对所述多个历史频段信号进行信号特征分析，得到每个历史频段信号的信号传播路径特征；

50、融合模块，用于根据所述信号传播路径特征，对所述多个历史频段信号进行信号调制融合，得到融合频段信号；

51、分析模块，用于将所述融合频段信号输入预置的初始室内定位模型进行设备室内定位分析，得到历史定位数据集；

52、提取模块，用于对所述目标设备进行实时图像采集，得到多个设备实时运行图像，并对所述多个设备实时运行图像进行设备环境特征提取，得到设备环境特征集合；

53、计算模块，用于根据所述设备环境特征集合和所述历史定位数据集构建目标噪声方差矩阵，并通过所述目标噪声方差矩阵对所述历史定位数据集进行定位偏差计算，得到定位偏差数据；

54、定位模块，用于根据所述定位偏差数据对所述初始室内定位模型进行模型参数优化，得到目标室内定位模型，并通过所述目标室内定位模型对所述目标设备进行实时定位，得到实时定位数据。

55、本发明第三方面提供了一种卫星通信终端的室内定位设备，包括：存储器和至少一个处理器，所述存储器中存储有指令；所述至少一个处理器调用所述存储器中的所述指令，以使得所述卫星通信终端的室内定位设备执行上述的卫星通信终端的室内定位方法。

56、本发明的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述的卫星通信终端的室内定位方法。

57、本发明提供的技术方案中，通过卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，得到多个历史频段信号，并进行信号特征分析，得到信号传播路径特征；进行信号调制融合，得到融合频段信号；将融合频段信号输入初始室内定位模型进行设备室内定位分析，得到历史定位数据集；进行实时图像采集和设备环境特征提取，得到设备环境特征集合；构建目标噪声方差矩阵并进行定位偏差计算，得到定位偏差数据；进行模型参数优化，得到目标室内定位模型，并通过目标室内定位模型对目标设备进行实时定位，得到实时定位数据，本发明通过预置的卫星通信终端对目标设备进行多频信号采集，能够获得更为全面的信号信息。多频段信号的特征分析有助于理解信号传播路径，提供了更为准确的室内定位数据基础。通过对多个历史频段信号进行信号调制融合，将不同频段的信息综合起来，有助于降低信号噪声、提高信号质量，从而增强定位模型的准确性。利用目标设备的实时图像采集，结合设备环境特征提取，可以更全面地了解目标设备所处的实际环境。这为室内定位提供了多模态数据，提高了对环境复杂性的适应能力。通过设备环境特征和历史定位数据的结合，构建目标噪声方差矩阵。这有助于量化和建模室内环境中的各种干扰和噪声，提高定位系统对复杂环境的鲁棒性。利用定位偏差数据对初始室内定位模型进行参数优化，进一步提高定位准确性。这使得系统能够不断适应不同环境条件和设备状态的变化。最终通过目标室内定位模型，实现对目标设备的实时定位，进而提高了卫星通信终端的室内定位准确率。