CN103796303B - 一种终端定位方法及相关设备、系统 - Google Patents
一种终端定位方法及相关设备、系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明实施例公开了一种终端定位方法及相关设备、系统。本发明实施例提供的终端定位方法及相关设备,通过接收终端发送的终端对于无线接入设备的接入信号强度值,确定定位区域中的终端对于所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,选取若干条接入信号强度值等值线都穿过的三角形区域查询被定位终端的位置,无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。而且,进一步通过聚类分析方法寻找候选三角形区域中的最优解,确定终端的位置,使得定位精度更加准确。以及对所述定位区域平面图进行三角化区域划分的同时考虑障碍物信息,也减少了多径传播效应,进一步提高了定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域,具体涉及一种终端定位方法及相关设备、系统。
背景技术
目前,室内定位的需求非常广泛,主要应用于社交网路领域、人员跟踪、资产管理、财务安全保障、物品、老人、儿童定位查找以及急救服务方面等多个领域。
室内定位技术已成为一种重要的查询手段,而现有的室内定位技术主要采用传播模型法或位置指纹法来实现。当前的传播模型法在确定终端的位置时需依据传播信号在室内的传播衰减变化规律,将传播信号的衰减转换为传播信号的传播距离,然后根据三角测量原理以及已知的无线接入设备的位置来确定位终端的位置。传播模型法的技术实现障碍主要在于传播衰弱模型的选取必须恰当,然而传播衰弱模型的计算不仅要依据传播信号的物理特性,还要通过大量试验数据来拟合计算,否则定位精度偏低。因而,应用传播模型法的室内定位技术很难适用于定位环境多样且复杂的室内区域的终端定位,不具有应用普遍性。
而位置指纹法主要依据离线场测手段在室内定位区确定多个采样点,将测得的每个采样点的信号强度以及与信号强度对应的位置信息保存到数据库中,形成位置指纹信息数据库,以便进行在线定位终端时,通过在线即时测量的信号强度与位置指纹信息数据库中的位置指纹信息进行比对,以确定位置指纹信息数据库中与在线及时测量的信号强度最接近的信号强度所对应的位置信息,进而估计出终端的大概位置,这种方法也存在严重的定位精度偏低的问题;而且在前期进行离现场测获得位置指纹信息时,如果应用于室内区域面积较小、结构复杂的定位区域,为了保障定位精度,不能忽略障碍物对信号的强度的影响,则多径传播效应也会进一步降低定位精度。
发明内容
本发明实施例提供了一种终端定位方法及相关设备、系统,解决了室内定位技术定位精度不高,应用普遍性受限的问题,并解决了多径传播效应造成的定位准确度问题。
本发明实施例第一方面提供了一种终端定位方法,其中,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述方法包括:
接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
根据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域即为所述终端的所在位置。
结合本发明实施例第一方面,在第一种可能的实现方式中,所述接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,所述方法还包括:
获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
根据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;
依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例第一方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域之前,所述方法还包括:
获取所述定位区域中的障碍物信息,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置;
依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域。
结合本发明实施例的第一方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域包括:
依据所述障碍物信息获取所述障碍物边上的若干个坐标点;
依据所述若干个采样点的位置信息和所述障碍物边上的若干个所述坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例第一方面、基于第一方面的第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式中的任一种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述方法还包括:
判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,获取所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形区域中的终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;
通过最小均方误差准则确定每个候选三角形区域中的最优解,以作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];
通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第一方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值包括:
对所述终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;
计算每个聚类分组的坐标均方误差;
对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;
通过加权平均值算法对所述聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第一方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值之后,所述方法还包括:
根据所述每个采样点的位置信息以及所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
本发明实施例的第二方面提供了一种终端定位方法,其中,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述方法包括:
终端测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
所述终端发送所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,以使所述定位服务器依据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域的位置即为所述终端的所在位置。
结合本发明实施例的第二方面,在第一种可能的实现方式中,所述终端测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,还包括:
所述终端测量每个采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
所述终端传送每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值给定位服务器,触发所述定位服务器依据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发所述定位服务器依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第二方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的 实现方式中,所述终端测量每个采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,所述方法还包括:
所述终端测量所述定位区域中的障碍物信息;
所述终端传送所述障碍物信息给所述定位服务器,以使所述定位服务器依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域;
其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本发明实施例的第三方面提供了一种定位服务器,其中,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述定位服务器包括:
第一单元,用于接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
第二单元,用于根据接收到的所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
第三单元,用于判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则所述三角形区域即为所述终端的所在位置。
结合本发明实施例的第三方面,在第一种可能的实现方式中,所述定位服务器还包括:
第四单元,用于获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
第五单元,用于根据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;
第六单元,用于依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第三方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述定位服务器还包括:
第七单元,用于获取所述定位区域中的障碍物信息,所述障碍物信息用于 表示障碍物的大小、形状以及位置;
第八单元,用于依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域。
结合本发明实施例的第三方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述第六单元具体用于依据所述障碍物信息获取所述障碍物的边上的若干个坐标点;依据所述若干采样点的位置信息和所述若干个障碍物的坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第三方面、基于第三方面的第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式,在第四种可能的实现方式中,所述第三单元,还用于判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1;
所述第一单元,还用于在所述第三单元判断出所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1时,获取所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
所述定位服务器还包括:
第九单元,用于通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形中的终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;以及通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];
第十单元,用于通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第三方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述第十单元,具体用于对所述终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;以及计算每个聚类分组的坐标均方误差,并对比每个聚类分组的坐标均方误差,选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对所述 聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第三方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述定位服务器还包括:
第十一单元,用于根据所述每个采样点的位置信息以及所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
本发明实施例的第四方面提供了一种终端,其中,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述终端包括:
测量单元,用于测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
发送单元,用于发送所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,以使所述定位服务器依据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域的位置即为所述终端的所在位置。
结合本发明实施例的第四方面,在第一种可能的实现方式中,
所述测量单元,还用于测量若干采样点对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
所述发送单元,还用于传送所述采样点的位置信息以及所述采样点相对于所述无线接入设备的所述接入信号强度值给定位服务器,触发所述定位器依据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发所述定位服务器依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第四方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,
所述测量单元,还用于测量所述定位区域中的障碍物信息;
所述发送单元,还用于传送所述障碍物信息给所述定位服务器,以使所述定位服务器依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域,其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本发明实施例的第五方面提供了一种终端定位系统,其中,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述系统包括第一终端和定位服务器,其中:
所述第一终端,用于测量所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值,并发送所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给所述定位服务器;
所述定位服务器,用于接收所述第一终端发送的所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;根据所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;以及判断所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域即为所述第一终端的所在位置。
结合本发明实施例的第五方面,在第一种可能的实现方式中,所述终端定位系统还包括:第二终端,用于测量每个所述采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值,以及传送每个所述采样点的位置信息以及每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值给所述定位服务器;
所述定位服务器,还用于接收每个所述采样点的位置信息以及每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;根据每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;以及依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式,在第二种可能的实现方式中,所述第二终端,还用于测量所述定位区域中的障碍物信息,以及传送所述障碍物信息给所述定位服务器;
所述定位服务器,还用于依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域;其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
结合本发明实施例的第五方面的第二种可能的实现方式,在第三种可能的实现方式中,所述定位服务器,还用于依据所述障碍物信息获取所述障碍物边上的若干个坐标点;以及用于依据所述若干个采样点的位置信息和所述障碍物边上的若干个所述坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
结合本发明实施例的第五方面、基于本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式至第三种可能的实现方式中的任一种实现方式,在第四种可能的实现方式中所述定位服务器,还用于判断所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,获取所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
所述定位服务器,还用于通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形中的所述第一终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;所述定位服务器,还用于通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的所述第一终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];以及通过加权平均值算法对所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第五方面的第四种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,所述定位服务器通过加权平均值算法对所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置,具体为:
所述定位服务器对所述第一终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个所述第一终端坐标候选点之间的距离小于距离 门限值,以及计算每个聚类分组的坐标均方误差;
所述定位服务器对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对所述聚类分组k中的所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置。
结合本发明实施例的第五方面的第五种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,所述定位服务器,还用于根据所述每个所述采样点的位置信息以及所述每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
结合本发明实施例的第五方面的第一种可能的实现方式或者第二种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,所述第一终端与所述第二终端为同一终端或为不同的终端。
本发明实施例提供的终端定位方法及相关设备,通过接收终端发送的所述终端对于所述无线接入设备的接入信号强度值,确定所述定位区域中的所述终端对于所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,选取若干条接入信号强度值等值线都穿过的三角形区域查询被定位终端的位置,无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。而且,进一步通过聚类分析方法寻找候选三角形区域中的最优解,确定终端的位置,使得定位精度更加准确。以及在依据位置指纹信息数据库中的若干采样点的位置信息对所述定位区域平面图进行三角化区域划分的同时考虑障碍物信息,不仅缩小了定位区域,也减少了多径传播效应,进一步提高了定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例一提供的一种终端定位方法示意图;
图2a为本发明实施例一提供的另一种终端定位方法示意图;
图2b为本发明实施例一提供的接入信号强度值等值线示意图;
图3是本发明实施例一提供的又一种终端定位方法示意图;
图4a为本发明实施例一提供的再一种终端定位方法示意图;
图4b为本发明实施例一提供的对包含障碍物的定位区域进行三角化区域划分的示意图;
图4c为本发明实施例一提供的终端定位方法的定位示意图;
图5是本发明实施例一提供的另一种终端定位方法示意图;
图6是本发明实施例一提供的又一种终端定位方法示意图;
图7是本发明实施例二提供的一种终端定位方法示意图;
图8是本发明实施例二提供的另一种终端定位方法示意图;
图9是本发明实施例二提供的再一种终端定位方法示意图;
图10是本发明实施例三提供的一种定位服务器的结构示意图;
图11为本发明实施例三提供的另一种定位服务器的结构示意图;
图12为本发明实施例三提供的再一种定位服务器的结构示意图;
图13为本发明实施例三提供的又一种定位服务器的结构示意图;
图14为本发明实施例四提供的一种终端的结构示意图;
图15为本发明实施例四提供的另一种终端的结构示意图;
图16为本发明实施例五提供的一种终端定位系统的结构示意图。
具体实施方式
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。
下面通过具体实施例,分别进行详细的说明。
实施例一:
请参阅图1,图1是本发明实施例一提供的一种终端定位方法示意图。本实施例从定位服务器的角度来详细描述本实施例提供的终端定位方法的技术方案。其中,实施本实施例提供的终端定位方法时,确认N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图1所示,本实施例提供的终端定位方法,包括以下步骤:
S10、定位服务器接收终端发送的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
然后根据终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值执行步骤S20;
S20、定位服务器确定终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
S30、定位服务器判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则执行步骤S40;如果否,则结束本流程。
如果否,即如果判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,则还可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
S40、定位服务器确定三角形区域即为终端的所在位置。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。定位服务器通过选取实施测量到的信号的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,请参阅图2a,图2a为本发明实施例一提供的另一种终端定位方法示意图。如图2a所示,基于图1所示的步骤S10之前,即接收终端发送的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值之前,终端定位方法还包括如下步骤:
S110、定位服务器获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值;
根据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,执行步骤S120;
S120、定位服务器在定位区域中生成每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线;
S130、定位服务器依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
请参阅图2b,图2b为本发明实施例一提供的接入信号强度值等值线示意图。如图2b所示,受环境因素的影响,每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值在距离上的衰减不是以线性方式变化的,从而可以看到图2b中的接入信号强度值等值线为不规则的图形。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,请参阅图3,图3为本发明实施例一提供的又一种终端定位方法示意图。如图3所示,基于图2a所示的步骤S130之前,即依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域之前,终端定位方法还包括如下步骤:
S121、定位服务器获取定位区域中的障碍物信息,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置;
S122、定位服务器依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域。
本实施例通过获取定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,则在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成 定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
作为一种可选的实施方式,请参阅图4a,图4a为本发明实施例一提供的再一种终端定位方法示意图。如图4a所示,基于图3所示的终端定位方法,执行步骤S130时,具体包括如下步骤:
S131、定位服务器依据障碍物信息获取障碍物边上的若干个坐标点;
S132、定位服务器依据若干个采样点的位置信息和障碍物边上的若干个坐标点对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
请参阅图4b,图4b为本发明实施例一提供的对包含障碍物的定位区域进行三角化区域划分的示意图。如图4b所示,矩形区域用于表明障碍物的所在位置和大小,目的是获得不包含障碍物的定位区域,矩形区域的确定是依据障碍物的信息获得的,在进行三角化划分的时候,矩形区域不作为三角化划分的区域。其中,圆圈用于示出采样点所在的位置。
请参阅图4c,图4c为本发明实施例一提供的终端定位方法的定位示意图。在本实施例中,可选取终端发送的终端相对于N个中的4个无线接入设备的接入信号强度值,其中这4个无线接入设备的接入信号强度值相对于其他的无线接入设备的接入信号强度值为接收效果较好的接入信号强度值。因此,如图4c所示,判断得到终端相对于4个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域,即三角形ABC,则可在三角形ABC中获得终端x的位置。
作为一种可选的实施方式,请参阅图5,图5为本发明实施例一提供的另一种终端定位方法示意图。如图5所示,终端定位方法还包括如下步骤:
S50、定位服务器判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果是,则执行步骤S60;如果否,则执行步骤S61,定位服务器判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否等于1;如果是,则执行步骤S62,确定三角形区域的个数为1个的三角形区域即为终端所在的位置;如果否,则结束本流程。
S60、获取终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
S70、通过一次函数AX=b+e计算候选三角形区域中的终端坐标估算值X;
S80、通过最小均方误差准则确定每个候选三角形区域中的最优解,以作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点;
S90、通过加权平均值算法对终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
其中,执行步骤S70时,明确A对应于n*2的系数矩阵,n代表终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线的个数,一次函数AX=b+e为穿过候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数。以及,步骤S80中的C为e的协方差,即C=E[e*e’]。
在获得多个三角形区域的情况下,为了进一步提高工作效率,本实施方式依据最小均方误差准则从每个候选三角形区域中的若干坐标点的集合中获得与候选三角形对应的最优解作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点,进而通过对所获得的有限数量的终端坐标候选点求取平均值,以获得一最优解作为终端所在的位置,此实施方式在提高工作效率的同时进一步提高了定位精度。
其中,如果判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,即小于1,则可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
作为一种可选的实施方式,请参阅图6,图6为本发明实施例一提供的又一种终端定位方法示意图。如图6所示,基于图5所示的终端定位方法,执行步骤S90时,即通过加权平均值算法对终端坐标候选点进行计算获得加权平均值具体包括如下步骤:
S91、对终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中 的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;
S92、计算每个聚类分组的坐标均方误差;
S93、对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;
S94、通过加权平均值算法对聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
本实施方式进一步采用聚类分析的技术以获取终端在定位区域中的位置,使得定位精度更加准确。
作为一种可选的实施方式,获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值之后,方法还包括:
根据每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
其中,位置指纹信息数据库用于存储每个采样点的位置信息,以便于快速准确地依据采样点的位置信息进行三角形区域划分;以及还用于存储每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,以便于确认出每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,进而可以在实时测量阶段更加快速的选取终端相对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值等值线。位置指纹信息数据库还用于存储障碍物信息,用于提供障碍物的大小、形状以及位置等相关信息以便更准确快速的获得不包含障碍物的定位区域。
请参阅图7,图7是本发明实施例二提供的一种终端定位方法示意图。本实施例从待定位的终端的角度来详细描述本实施例提供的终端定位方法的技术方案。其中,实施本实施例提供的终端定位方法时,确认N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图7所示,本实施例提供的终端定位方法,包括以下步骤:
S710、终端测量终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
S720、终端发送终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器。
执行步骤S720的目的是触发定位服务器依据终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定终端相对于N个中的至少三个无线接入 设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定三角形区域的位置即为终端的所在位置。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。通过终端发送终端实时测量到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,使定位服务器确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,请参阅图8,图8为本发明实施例二提供的另一种终端定位方法示意图。如图8所示,基于图7所示的终端定位方法,执行步骤S710之前,即终端测量终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值之前,终端定位方法还包括:
S708、终端测量每个采样点对于每个无线接入设备的接入信号强度值;
S709、终端传送每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器。
其中,执行步骤S709的目的是为了触发定位服务器依据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,在定位区域中生成每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发定位服务器依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,以获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,请参阅图9,图9为本发明实施例二提供的再一种终端定位方法示意图。如图9所示,基于图8所示的终端定位方法,执行步骤S708之前,即终端测量每个采样点对于每个无线接入设备的接入信号强度值之前,终端定位方法还包括如下步骤:
S706、终端测量定位区域中的障碍物信息;
S707、终端传送障碍物信息给定位服务器。
本实施方式中,执行步骤S707的目的是为了使定位服务器依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域。其中,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本实施例通过测量定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,使得定位服务器在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
请参阅图10,图10为本发明实施例三提供的一种定位服务器的结构示意图。应用本实施例提供的定位服务器时,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图10所示,本实施例提供的定位服务器100包括:第一单元110、第二单元120、第三单元130。
其中,第一单元110,用于接收终端发送的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
第二单元120,用于根据接收到的终端发送的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
第三单元130,用于判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则三角形区域即为终端的所在位置。
其中,如果第三单元130判断的结果为否,即第三单元130判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值 等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,则还可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。定位服务器通过选取实施测量到的信号的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,请参阅图11,图11为本发明实施例三提供的另一种定位服务器的结构示意图。其中,图11所示的定位服务器是由图10所示的定位服务器进行优化得到的。与图10所示的定位服务器相比,图11所示的定位服务器还包括:第四单元111、第五单元112和第六单元113。
其中,第四单元111,用于获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值;
第五单元112,用于根据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,在定位区域中生成相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线;
第六单元113,用于依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中, 是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,请参阅图12,图12为本发明实施例三提供的再一种定位服务器的结构示意图。其中,图12所示的定位服务器是由图11所示的定位服务器进行优化得到的。与图11所示的定位服务器相比,图12所示的定位服务器还包括:第七单元121和第八单元122。
其中,第七单元121,用于获取定位区域中的障碍物信息,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置;
第八单元122,用于依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域。
本实施例通过获取定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,则在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
作为一种可选的实施方式,第三单元130,还用于判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1;
第一单元110,还用于在第三单元判断出接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1时,获取终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
定位服务器还包括第九单元和第十单元。
其中,第九单元,用于通过一次函数AX=b+e计算候选三角形中的终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线的个数,一次函数AX=b+e为穿过候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;以及通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的终端坐标候选点; 其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];
第十单元,用于通过加权平均值算法对终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
在获得多个三角形区域的情况下,为了进一步提高工作效率,本实施方式依据最小均方误差准则从每个候选三角形区域中的若干坐标点的集合中获得与候选三角形对应的最优解作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点,进而通过对所获得的有限数量的终端坐标候选点求取平均值,以获得一最优解作为终端所在的位置,此实施方式在提高工作效率的同时进一步提高了定位精度。
其中,如果判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,即小于1,则可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
作为一种可选的实施方式,第十单元具体用于对终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;以及计算每个聚类分组的坐标均方误差,并对比每个聚类分组的坐标均方误差,选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
作为一种可选的实施方式,定位服务器还包括第十一单元;其中,第十一单元,用于根据每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
其中,位置指纹信息数据库用于存储每个采样点的位置信息,以便于快速准确地依据采样点的位置信息进行三角形区域划分;以及还用于存储每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,以便于确认出每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,进而可以在实时测量阶段更加快速的选取终端相对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值等值线。位置 指纹信息数据库还用于存储障碍物信息,用于提供障碍物的大小、形状以及位置等相关信息以便更准确快速的获得不包含障碍物的定位区域。
请参阅图13,图13为本发明实施例三提供的定位服务器的又一种结构示意图。应用本实施例提供的定位服务器时,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图13所示,本实施例提供的定位服务器130包括:输入装置131、输出装置132和处理器133(处理器133的数量可以为一个或多个,图13中以一个处理器为例)。
在本发明的一些实施例中,输入装置131、输出装置132和处理器133可通过总线或其它方式连接,其中,图13中以通过总线连接为例。
其中,输入装置131,用于接收终端发送的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值。处理器133,用于确定终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;以及用于判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域。输出装置132,用于确定三角形区域即为终端的所在位置,以输出终端的所在位置。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。定位服务器通过选取实施测量到的信号的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,输入装置还用于获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值。处理器还用于根据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值在定位区域中生成每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及用于依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为 了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,输入装置,还用于获取定位区域中的障碍物信息,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
处理器,还用于依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域。
本实施例通过获取定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,则在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
作为一种可选的实施方式,处理器,还用于依据障碍物信息获取障碍物边上的若干个坐标点;以及还用于依据若干个采样点的位置信息和障碍物边上的若干个坐标点对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
作为一种可选的实施方式,处理器,还用于判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,则还用于获取终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;并通过一次函数AX=b+e计算候选三角形区域中的终端坐标估算值X;且通过最小均方误差准则 确定每个候选三角形区域中的最优解,以作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点;并通过加权平均值算法对终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
其中,明确A对应于n*2的系数矩阵,n代表终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线的个数,一次函数AX=b+e为穿过候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示, b为一常向量,e为噪声参数。以及C为e的协方差,即C=E[e*e’]。
在获得多个三角形区域的情况下,为了进一步提高工作效率,本实施方式依据最小均方误差准则从每个候选三角形区域中的若干坐标点的集合中获得与候选三角形对应的最优解作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点,进而通过对所获得的有限数量的终端坐标候选点求取平均值,以获得一最优解作为终端所在的位置,此实施方式在提高工作效率的同时进一步提高了定位精度。
其中,如果判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,即小于1,则可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
作为一种可选的实施方式,处理器具体用于对终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值,以计算每个聚类分组的坐标均方误差;还用于对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;进而通过加权平均值算法对聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为终端在定位区域中的位置。
本实施方式进一步采用聚类分析的技术以获取终端在定位区域中的位置,使得定位精度更加准确。
作为一种可选的实施方式,处理器,还用于根据每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
其中,位置指纹信息数据库用于存储每个采样点的位置信息,以便于快速准确地依据采样点的位置信息进行三角形区域划分;以及还用于存储每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,以便于确认出每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,进而可以在实时测量阶段更加快速的选取终端相对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值等值线。位置 指纹信息数据库还用于存储障碍物信息,用于提供障碍物的大小、形状以及位置等相关信息以便更准确快速的获得不包含障碍物的定位区域。
请参阅图14,图14为本发明实施例四提供的一种终端的结构示意图。应用本实施例提供的终端时,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图14所示,本实施例提供的终端140包括:测量单元141和发送单元142。
其中,测量单元141,用于测量终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
发送单元142,用于发送终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器。发送单元142发送终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器的目的是为了使定位服务器依据终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定三角形区域的位置即为终端的所在位置。
通过终端的发送单元142发送终端的测量单元141实时测量到的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,使定位服务器确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,测量单元,还用于测量若干采样点对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
发送单元,还用于传送采样点的位置信息以及采样点相对于无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,触发定位器依据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,在定位区域中生成相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发定位服务器依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,测量单元,还用于测量定位区域中的障碍物信息;
发送单元,还用于传送障碍物信息给定位服务器,以使定位服务器依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域,其中,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本实施例通过测量定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,使得定位服务器在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
请参阅图15,图15为本发明实施例提供的另一种终端的结构示意图。应用本实施例提供的定位服务器时,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。如图15所示,本实施例提供的定位服务器150包括:处理器151和输出装置152(处理器151的数量可以为一个或多个,图15中以一个处理器为例)。
在本发明的一些实施例中,处理器151和输出装置152可通过总线或其它方式连接,其中,图15中以通过总线连接为例。
其中,处理器151,用于测量终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值。
输出装置152,用于发送终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,触发定位服务器依据终端相对于N个中的至少三个无 线接入设备的接入信号强度值,确定终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定三角形区域的位置即为终端的所在位置。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。通过终端发送终端实时选取实施测量到的终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,使定位服务器确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到终端的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,处理器还用于测量每个采样点对于每个无线接入设备的接入信号强度值。
输出装置,还用于传送每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,触发定位服务器依据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,在定位区域中生成每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发定位服务器依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,以获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,处理器,还用于测量定位区域中的障碍物信息。输出装置,还用于传送障碍物信息给定位服务器,以使定位服务器依据障碍物 信息获得除了障碍物之外的定位区域。其中,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本实施例通过测量定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,使得定位服务器在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,简单高效率地实现了定位技术。
请参阅图16,图16为本发明实施例五提供的一种终端定位系统的结构示意图。应用本实施例提供的终端定位系统时,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,N大于等于3。本实施例提供的终端定位系统160包括:第一终端161和定位服务器162。
其中,第一终端161,用于测量第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,并发送第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器162;
定位服务器162,用于接收第一终端161发送的第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值;根据第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;以及判断第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定三角形区域即为第一终端161的所在位置。
本实施例实现的是基于信号强度的定位技术,根据信号强度随着距离变化会发生变化的规律来进行定位。通过第一终端161发送第一终端161实时测量到第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,使得定位服务器162通过选取实施测量到的第一终端161相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值,确定出相对应的至少三条接入信号强度值等值线,然后查询至少三条接入信号强度值等值线穿过同一三角形的区域,即可在经过查询得到的三角形区域中寻找到第一终端161的所在位置。
本实施例实现的技术方案无需建立特定的传播衰减模型,方案简单,可以广泛应用,提高了终端定位方法的应用普遍性。
作为一种可选的实施方式,基于图16所示的定位终端系统,本实施例提供的定位中端系统还包括第二终端。
第二终端,用于测量每个采样点对于每个无线接入设备的接入信号强度值,以及传送每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器。
定位服务器,还用于接收每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值;根据每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,在定位区域中生成每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线;以及依据若干个采样点的位置信息对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
本实施例通过在定位区域中设置若干采样点,以获得若干采样点的位置信息以及若干采样点分别相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,目的是为了确定出更精确的若干条接入信号强度值等值线,以进一步提高本实施例所提供的终端定位技术的定位精度。同时根据预先获知的采样点的位置信息可以预先划分出若干个规则的三角形区域,进而可以直接判断在获得的三角形区域中,是否有已确定的至少三条接入信号强度等值线共同穿过,无需实时定义、确认以及更新三角形区域的大小和形状,提高了定位的速度和精度。
作为一种可选的实施方式,第二终端,还用于测量定位区域中的障碍物信息,以及传送障碍物信息给定位服务器;
以及,定位服务器,还用于依据障碍物信息获得除了障碍物之外的定位区域。
其中,障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
本实施例通过获取定位区域中的障碍物的位置信息,可以获得包含柱子、墙壁、门、桌子等障碍物的定位区域,即定位区域所在的环境为基本真实的环境,则在划分三角形区域时排出障碍物所在的位置区域,即障碍物所在的位置区域不作为定位区域的考虑范围。因此,该实施方式减少了多径传播效应造成定位精度低的问题,进而通过判断第一终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区 域,简单高效率地实现了定位技术。
作为一种可选的实施方式,定位服务器,还用于依据障碍物信息获取障碍物边上的若干个坐标点;以及用于依据若干个采样点的位置信息和障碍物边上的若干个坐标点对定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
作为一种可选的实施方式,定位服务器,还用于判断第一终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,获取第一终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
定位服务器,还用于通过一次函数AX=b+e计算候选三角形中的第一终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表第一终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线的个数,一次函数AX=b+e为穿过候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;
定位服务器,还用于通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的第一终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];以及通过加权平均值算法对第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为第一终端在定位区域中的位置。
在获得多个三角形区域的情况下,为了进一步提高工作效率,本实施方式依据最小均方误差准则从每个候选三角形区域中的若干坐标点的集合中获得与候选三角形对应的最优解作为每个候选三角形区域中的第一终端坐标候选点,进而通过对所获得的有限数量的第一终端坐标候选点求取平均值,以获得一最优解作为第一终端所在的位置,此实施方式在提高工作效率的同时进一步提高了定位精度。
其中,如果判断第一终端相对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数为零,即小于1,则可以确定一个公差值δ,把所有三角形区域所对应的三角形扩大成新的δ-邻域三角形来重新进行一遍搜索,δ-领域三角形指公差值为δ的近似三角形。如果扩大三角形后还未搜索到候选三角形,就把平面图上的所有三角形再扩大一次继续搜索,如此循环下去,直到搜索到第一终端相 对于N个中的至少三个无线接入设备的接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1为止。
作为一种可选的实施方式,定位服务器,用于通过加权平均值算法对第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为第一终端在定位区域中的位置,具体用于对第一终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个第一终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值,以及计算每个聚类分组的坐标均方误差;
以及用于对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对聚类分组k中的第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为第一终端在定位区域中的位置。
本实施方式进一步采用聚类分析的技术以获取第一终端在定位区域中的位置,使得定位精度更加准确。
作为一种可选的实施方式,定位服务器,还用于根据每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
其中,位置指纹信息数据库用于存储每个采样点的位置信息,以便于快速准确地依据采样点的位置信息进行三角形区域划分;以及还用于存储每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值,以便于确认出每个采样点相对于每个无线接入设备的接入信号强度值等值线,进而可以在实时测量阶段更加快速的选取第一终端相对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值等值线。位置指纹信息数据库还用于存储障碍物信息,用于提供障碍物的大小、形状以及位置等相关信息以便更准确快速的获得不包含障碍物的定位区域。
作为一种可选的实施方式,第一终端与第二终端为同一终端。
作为一种可选的实施方式,第一终端与第二终端为不同的终端。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,的程序可存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存取存储器(RandomAccess Memory,简称RAM)等。
Claims (23)
1.一种终端定位方法,其特征在于,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述方法包括:
接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
根据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域即为所述终端的所在位置;
其中,所述接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,所述方法还包括:
获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
根据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;
依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
2.如权利要求1所述的终端定位方法,其特征在于,所述依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域之前,所述方法还包括:
获取所述定位区域中的障碍物信息,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置;
依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域。
3.如权利要求2所述的终端定位方法,其特征在于,所述依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域包括:
依据所述障碍物信息获取所述障碍物边上的若干个坐标点;
依据所述若干个采样点的位置信息和所述障碍物边上的若干个所述坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
4.如权利要求1至3任一项所述的终端定位方法,其特征在于,所述方法还包括:
判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,获取所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形区域中的终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;
通过最小均方误差准则确定每个候选三角形区域中的最优解,以作为每个候选三角形区域中的终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];
通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
5.如权利要求4所述的终端定位方法,其特征在于,所述通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值包括:
对所述终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;
计算每个聚类分组的坐标均方误差;
对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;
通过加权平均值算法对所述聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
6.如权利要求5所述的终端定位方法,其特征在于,所述获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值之后,所述方法还包括:
根据所述每个采样点的位置信息以及所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
7.一种终端定位方法,其特征在于,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述方法包括:
终端测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
所述终端发送所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,以使所述定位服务器依据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域的位置即为所述终端的所在位置;
其中,所述终端测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,还包括:
所述终端测量每个采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
所述终端传送每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值给定位服务器,触发所述定位服务器依据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发所述定位服务器依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
8.如权利要求7所述的终端定位方法,其特征在于,所述终端测量每个采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值之前,所述方法还包括:
所述终端测量所述定位区域中的障碍物信息;
所述终端传送所述障碍物信息给所述定位服务器,以使所述定位服务器依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域;
其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
9.一种定位服务器,其特征在于,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述定位服务器包括:
第一单元,用于接收所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
第二单元,用于根据接收到的所述终端发送的所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;
第三单元,用于判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则所述三角形区域即为所述终端的所在位置;
其中,还包括:
第四单元,用于获取每个采样点的位置信息以及每个采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;
第五单元,用于根据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;
第六单元,用于依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
10.如权利要求9所述的定位服务器,其特征在于,还包括:
第七单元,用于获取所述定位区域中的障碍物信息,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置;
第八单元,用于依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域。
11.如权利要求10所述的定位服务器,其特征在于,所述第六单元具体用于依据所述障碍物信息获取所述障碍物的边上的若干个坐标点;依据所述若干采样点的位置信息和所述若干个障碍物的坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
12.如权利要求9至11任一项所述的定位服务器,其特征在于,
所述第三单元,还用于判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1;
所述第一单元,还用于在所述第三单元判断出所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数大于1时,获取所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
所述定位服务器还包括:
第九单元,用于通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形中的终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;以及通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];
第十单元,用于通过加权平均值算法对所述终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
13.如权利要求12所述的定位服务器,其特征在于,
所述第十单元,具体用于对所述终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值;以及计算每个聚类分组的坐标均方误差,并对比每个聚类分组的坐标均方误差,选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对所述聚类分组k中的终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述终端在所述定位区域中的位置。
14.如权利要求13所述的定位服务器,其特征在于,还包括:
第十一单元,用于根据所述每个采样点的位置信息以及所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
15.一种终端,其特征在于,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述终端包括:
测量单元,用于测量所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;
发送单元,用于发送所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给定位服务器,以使所述定位服务器依据所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线,以及判断所述终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域的位置即为所述终端的所在位置;
其中,所述测量单元,还用于测量若干采样点对于至少三个无线接入设备的接入信号强度值;
所述发送单元,还用于传送所述采样点的位置信息以及所述采样点相对于所述无线接入设备的所述接入信号强度值给定位服务器,触发所述定位器依据所述每个采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线,以及触发所述定位服务器依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
16.如权利要求15所述的终端,其特征在于,
所述测量单元,还用于测量所述定位区域中的障碍物信息;
所述发送单元,还用于传送所述障碍物信息给所述定位服务器,以使所述定位服务器依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域,其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
17.一种终端定位系统,其特征在于,N个无线接入设备以及若干个采样点被设置在定位区域中,所述N大于等于3,所述系统包括第一终端和定位服务器,其中:
所述第一终端,用于测量所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值,并发送所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值给所述定位服务器;
所述定位服务器,用于接收所述第一终端发送的所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值;根据所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,确定所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的所述接入信号强度值相对应的接入信号强度值等值线;以及判断所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线是否穿过同一三角形区域,如果是,则确定所述三角形区域即为所述第一终端的所在位置;
其中,还包括:
第二终端,用于测量每个所述采样点对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值,以及传送每个所述采样点的位置信息以及每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值给所述定位服务器;
所述定位服务器,还用于接收每个所述采样点的位置信息以及每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值;根据每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值,在所述定位区域中生成每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的接入信号强度值等值线;以及依据所述若干个采样点的位置信息对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
18.如权利要求17所述的终端定位系统,其特征在于,
第二终端,还用于测量所述定位区域中的障碍物信息,以及传送所述障碍物信息给所述定位服务器;
所述定位服务器,还用于依据所述障碍物信息获得除了所述障碍物之外的定位区域;其中,所述障碍物信息用于表示障碍物的大小、形状以及位置。
19.如权利要求18所述的终端定位系统,其特征在于,
所述定位服务器,还用于依据所述障碍物信息获取所述障碍物边上的若干个坐标点;以及用于依据所述若干个采样点的位置信息和所述障碍物边上的若干个所述坐标点对所述定位区域进行三角化区域划分,获得若干个三角形区域。
20.如权利要求17至19任一项所述的终端定位系统,其特征在于,
所述定位服务器,还用于判断所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线穿过同一三角形区域的三角形区域的个数是否大于1,如果大于1,获取所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线共同穿过的三角形区域,作为候选三角形区域;
所述定位服务器,还用于通过一次函数AX=b+e计算所述候选三角形中的所述第一终端坐标估算值X;其中,A对应于n*2的系数矩阵,n代表所述第一终端相对于所述N个中的至少三个所述无线接入设备的接入信号强度值相对应的所述接入信号强度值等值线的个数,所述一次函数AX=b+e为穿过所述候选三角形中的每个接入信号强度值等值线的近似表示,b为一常向量,e为噪声参数;
所述定位服务器,还用于通过最小均方误差准则确定每个候选三角形中的最优解,以作为每个候选三角形中的所述第一终端坐标候选点;其中,C为e的协方差,即C=E[e*e’];以及通过加权平均值算法对所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置。
21.如权利要求20所述的终端定位系统,其特征在于,所述定位服务器通过加权平均值算法对所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置,具体为:
所述定位服务器对所述第一终端坐标候选点进行聚类分析以获得m个聚类分组,以使同一组中的任意两个所述第一终端坐标候选点之间的距离小于距离门限值,以及计算每个聚类分组的坐标均方误差;
所述定位服务器对比每个聚类分组的坐标均方误差,以选取均方误差最小的聚类分组k;以及通过加权平均值算法对所述聚类分组k中的所述第一终端坐标候选点进行计算获得加权平均值,以作为所述第一终端在所述定位区域中的位置。
22.如权利要求21所述的终端定位系统,其特征在于,
所述定位服务器,还用于根据所述每个所述采样点的位置信息以及所述每个所述采样点相对于每个所述无线接入设备的所述接入信号强度值生成位置指纹信息数据库。
23.如权利要求17或18所述的终端定位系统,其特征在于,所述第一终端与所述第二终端为同一终端或为不同的终端。
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CN201210427976.8A CN103796303B (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 一种终端定位方法及相关设备、系统 |
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CN201210427976.8A CN103796303B (zh) | 2012-10-31 | 2012-10-31 | 一种终端定位方法及相关设备、系统 |
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