一种基于多源定位方式的位置确定方法及装置的制造方法_2

文档序号:9928985阅读:来源:国知局
附图获得其他的附图。
[0039] 图1为本发明实施例提供的一种基于多源定位方式进行位置确定的方法的流程示 意图;
[0040] 图2为本发明实施例提供的RSSI指纹定位方式原理示意图;
[0041]图3为本发明实施例提供的ID0A定位方式原理示意图;
[0042]图4为采用本发明实施例提供的归一化过程得到的最小距离数据图;
[0043] 图5为本发明实施例提供的最小距离原始数据图;
[0044] 图6为本发明实施例提供的一种基于多源定位方式进行位置确定的装置的结构示 意图。
【具体实施方式】
[0045]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 整的描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,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做出创造性劳动的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。
[0046] 本发明实施例提供了一种基于多源定位方式进行位置确定的方法及装置,应用于 服务器,能够提高定位数据的准确性。
[0047] 下面通过具体实施例,对本发明进行详细说明。
[0048] 图1为本发明实施例提供的一种基于多源定位方式进行位置确定的方法的流程示 意图,应用于服务器,其包括如下步骤:
[0049] 步骤S101:针对待定位目标,获得当前时刻至少采用两种定位方式得到的所述待 定位目标的每个参考定位坐标。
[0050] 其中,每种定位方式中采用至少三个信标节点确定所述参考定位坐标,待定位目 标可以包括能够发射电磁波信号的电子设备,例如手机、平板电脑、能够发射信号的手表 等。所述信标节点可以包括在定位过程中位置固定的点,例如蓝牙B1 uetooth接入点、无线 保真WiFi接入点、基站、超宽带接入点以及室内增补接入点等。所述参考定位坐标可以包括 二维平面中的坐标点。
[00511 在实际应用中,常采用的定位方式包括:位置指纹RSSI(Received Signal Strength Indication)定位方式和到达时间差TD0A(Time Different Of Arrival)定位方 式,前者的信标节点可以包括蓝牙接入点和WiFi接入点,后者的信标节点可以包括基站和 超宽带接入点。
[0052]下面分别对这两种定位方式进行说明。
[0053] RSSI定位方法分为两个阶段:离线阶段和在线阶段。离线阶段的主要目标是通过 采集的训练数据构建一个关于RSSI向量与采样点位置间关系的数据库,也就是位置指纹数 据库。首先,在定位服务的覆盖区域内设置一系列采样点L1,L2,…,Ln,这些采样点的位置 已知,可以表示为二维坐标系上的坐标点(11,71),(12, 72),一,(^,仰)。其次,在每个采样 点上采集来自不同信标节点(AP)的RSSI值,该RSSI值即为接收到的信号的强度值,所得的 RSSI向量就是对应参考点上的位置指纹,可以表示为(1^3111,1?3112,一,1?31111),其中 RSSIin表示Li采样点上采集到的APn信标节点的RSSI值,n为覆盖区域内信标节点的总数。 在线定位阶段是在完成指定区域的位置指纹数据库的建立后,针对待定位目标,通过实时 接收AP信号强度,并将该信号强度与位置指纹数据库中的数据按照一定的匹配算法做相似 性匹配,从而得到待定位目标的最优位置坐标。以上过程可以参考图2所示内容,其中MS为 待定位目标,API、AP2、AP3为三个信标节点,DB为数据中心服务器。
[0054] TD0A定位方法一般只有在线阶段,它是以待定位目标发送的信号到达不同信标节 点的时间差进行解算定位的。如图3所示,当待定位目标发送的信号到达不同信标节点BS1、 BS2和BS3时,可以计算出待定位目标与各个信标节点之间的距离,即R1、R2和R3。当已知信 标节点BS1、BS2与待定位目标之间的距离差为R12 = R1-R2时,待定位目标必定位于以两信 标节点BS1、BS2为焦点,与两个焦点的距离差恒为R12的实线双曲线对上。同理,待定位目标 也必定位于以两信标节点BS1、BS3为焦点,与两个焦点的距离差恒为R13 = R1-R3的虚线双 曲线对上。求出两组双曲线对的焦点,再根据其他的约束信息,即可得到待定位目标的坐 标。
[0055]由于包括RSSI和TD0A在内的定位技术属于现有技术,更具体的定位过程此处不再 赘述。
[0056] 在实际应用中,当采用多种定位方式进行定位时,由于每种定位方式得到的定位 坐标数据的精度和置信度不在同一个标准上,因此将每种定位方式的定位结果进行融合时 各定位方式的权重值的确定非常重要。
[0057] 步骤S102:针对每种所述定位方式,确定当前时刻每个所述信标节点与所述待定 位目标之间的距离,并确定每个所述信标节点与所述待定位目标之间的最小距离;根据每 种所述定位方式中每个所述信标节点以及多个预设采样点,确定所述定位方式对应的采样 均值和采样标准差,并根据所述采样均值和采样标准差以及预设归一化公式,对所述最小 距离进行归一化。
[0058]在本实施例中,由于待定位目标与各个信标节点的每个距离中,最小距离对应的 信号强度最好,误差也更小,因此,采用该最小距离作为计算每种定位方式的权重值的代表 性数据,更能表征该定位方式的定位数据的准确性和置信度。假设当前时刻RSSI定位方式 中有3个信标节点A、B和C,TD0A定位方式中有3个信标节点a、b和c,待定位目标为0点,RSSI 定位方式得到的〇点的坐标为(xl,yl),TD0A定位方式得到的0点的坐标为(x2,y2),当前时 刻RSSI定位方式中信标节点A、B和C与0点之间的距离分别为D1、D2和D3,TD0A定位方式中信 标节点a、b和c与0点之间的距离分别为dl、d2和d3,并且RSSI定位方式中的最小距离为D2, TD0A定位方式中的最小距离为dl。
[0059] 针对每种定位方式,确定该定位方式对应的采样均值和采样标准差可以有多种实 施方式,可以根据每个信标节点与多个预设采样点之间的距离数据并采用某种规则获得采 样均值和采样标准差。
[0060] 值得注意的是,在确定每种定位方式对应的采样均值和采样标准差时,所述预设 采样点的位置是已知的,而且,当前时刻每种定位方式均采用同一预设采样点。这样才能使 不同定位方式对应的采样均值和采样标准差之间分别具有相同的精度和置信度。
[0061] 本实施例中,根据所述采样均值和采样标准差以及预设归一化公式,对所述最小 距离进行归一化具体可以包括:
[0062] 根据所述采样均值和采样标准差以及
> 对所述最小距离进行归一化; 其中,Z为归一化后的最小距离,d为所述定位方式中每个信标节点与所述待定位目标之间 的最小距离,f为所述采样均值,#为所述采样标准差。
[0063] 由于在获得每种定位方式对应的采样均值和采样标准差时,采用了相同的预设采 样点,因此对每种定位方式中的最小距离进行归一化,实际上是在将该最小距离以预设采 样点即采样数据为标准化参考点进行变换,变换后得到的数据不仅能够保留原始数据即各 个最小距离的置信度,而且能够将原始数据规约到[0,1 ]之间,使每种定位方式对应的最小 距离都规约到同一个标准下进行比较。
[0064]图4为采用本发明实施例中的归一化过程得到的每个时刻RSSI和TD0A两种定位方 式中信标节点与待定位目标之间的最小距离的数据,图5为每个时刻RSSI和TD0A两种定位 方式中信标节点与待定位目标之间最小距离的原始数据。可见,原始的多源定位数据通过 标准化操作已经能够归一化到[_1,1]的区间了,定位精度也在该区间呈现一定的分布。从 图4和图5的比较中还可以观察到归一化后的区间效果以及归一化后的数据仍然具有与原 始数据相同的变化趋势,也具有与原始数据相同的数据精度和置信度。
[0065]步骤S103:根据每种所述定位方式对应的归一化后的最小距离,确定每种所述定 位方式的权重值。
[0066] 步骤S104:根据确定的每种所述定位方式的权重值,以及获得的每种所述定位方 式对应的所述待定位目标的参考定位坐标,确定所述待定位目标的定位坐标。
[0067] 根据每种定位方式的权重值和参考定位坐标,确定待定位目标的定位坐标属于现 有技术,此处不再赘述。
[0068] 由上述内容可知,本发明实施例针对每
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