CN104519573B - 一种定位方法、装置以及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定位方法，包括：接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。本发明提供的定位方法在保证移动定位精度的前提下，能够降低定位所需的能耗。本发明还公开了一种定位装置及系统。

Description

一种定位方法、装置以及系统
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种定位方法、装置以及系统。
背景技术
随着移动终端(如智能手机、平板电脑等)的普及，越来越多的基于位置的服务(LBS)被应用到生活当中。然而，LBS应用中的一个关键问题就是移动节点的定位。
现有采用GPS定位的方法，能耗较高，降低了移动终端的使用时间。而传统的采用基站定位的方法则定位精度较低。
因此，提供一种低能耗高精度的定位方法是非常有必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种定位方法、装置以及系统，目的在于解决现有的定位方法能耗高、精度低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种定位方法，其特征在于，包括：
接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
可选地，还包括：
预先建立信号强度时间序列地图。
可选地，所述预先建立信号强度时间序列地图包括：
获取不同路段上的探测移动节点所对应的原始信号强度时间序列数据；
对所述原始信号强度时间序列数据进行预处理，获得信号强度时间序列数据；
建立所述移动节点的位置数据以及所述信号强度时间序列数据的对应关系，保存于所述信号强度时间序列地图中。
可选地，所述定位请求还包括：
连接所述移动节点的基站的ID信息。
可选地，所述在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据包括：
通过所述基站ID信息确定所述移动节点所在的定位区域；
在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询所述定位区域内与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据。
本发明还提供了一种定位装置，包括：
接收模块，用于接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
查询模块，用于在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
定位模块，用于将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
可选地，还包括：
地图建立模块，用于预先建立信号强度时间序列地图。
可选地，还包括：
发送模块，用于将所述定位数据发送给所述移动节点的设备。
本发明还提供了一种定位系统，包括：
移动终端，用于获取移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
定位装置，用于接收所述移动终端发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动终端的信号强度时间序列数据；在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
可选地，所述移动终端为手机或平板电脑。
本发明所提供的定位方法、装置以及系统，通过接收移动节点发送的定位请求，在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，并将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据来实现定位。与GPS定位方法相比，本发明仅仅利用了移动节点连接无线网络的信号强度作为定位的指纹信息，极大地降低了定位的能耗。而与传统的基站信号定位的方法相比，本发明的信号强度的相对变化较为稳定，能够明显地提高定位的精度。
附图说明
图1为本发明所提供的定位方法的一种具体实施方式的流程图；
图2为本发明所提供的定位方法的另一种具体实施方式的流程图；
图3为本发明所提供的定位方法的另一种具体实施方式中预先建立信号强度时间序列地图的流程图；
图4为本发明所提供的定位方法的又一种具体实施方式的流程图；
图5为本发明所提供的定位装置的一种具体实施方式的结构框图；
图6为本发明所提供的定位装置的另一种具体实施方式的结构框图；
图7为本发明所提供的定位系统的一种具体实施方式的结构框图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种定位方法、装置以及系统，能够应用于移动终端中，通过该无线终端接收到的无线信号强度的时间序列来实现移动定位。其中，信号强度的时间序列(RSSI Time Series，简称为RTS)为移动节点在移动的过程中，其连接的无线网络的接收信号强度随着时间在不短变化，将此信号强度的变化记录下来，作为信号强度时间序列，用于移动定位。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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做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。
本发明所提供的定位方法的一种具体实施方式的流程图如图1所示，该方法包括：
步骤S101：接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
步骤S102：在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
步骤S103：将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
本发明所提供的定位方法，通过接收移动节点发送的定位请求，在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动定位的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，并将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据来实现定位。与GPS定位方法相比，本发明仅仅利用了移动节点连接无线网络的信号强度作为定位的指纹信息，极大地降低了定位的能耗。而与传统的基站信号定位的方法相比，本发明的信号强度的相对变化较为稳定，能够明显提高定位的精度。
本发明所提供的定位方法的另一种具体实施方式的流程图如图2所示，与上一实施例相比，该实施例中增加了预先建立信号强度时间序列地图的步骤S100。其中，如图3所示，预先建立信号强度时间序列地图的过程包括：
步骤S201：获取不同路段上的探测移动节点所对应的原始信号强度时间序列数据；
步骤S202：对所述原始信号强度时间序列数据进行预处理，获得信号强度时间序列数据；
对收集的原始信号强度时间序列数据进行预处理的过程，主要是对原始信号进行过滤噪声的处理。
步骤S203：建立所述移动节点的位置数据以及所述信号强度时间序列数据的对应关系，保存于所述信号强度时间序列地图中。
具体地，可以将预处理后的信号上传到服务器中进行存储，上传的方式可通过3G/4G的方式，也可以通过WiFi AP上传的方式，这都不影响本发明的实现。服务器在接收到定位区域范围内各个路段的信号强度时间序列数据后，汇聚同一路段的来自不同探测移动节点收集的RTS作为该路段的定位指纹，从而构建完成整个区域的RTS地图。
本发明所提供的定位方法的又一种具体实施方式的流程图如图4所示，与上一实施例相比，本实施例的定位请求的数据中增加了基站的ID信息。该方法包括：
步骤S301：接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据以及连接所述移动节点的基站的ID信息，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
具体地，可通过移动节点的设备，如能够记录当前连接无线网络基站的信号强度的移动终端(手机或者平板电脑等)，记录一段移动距离的信号强度时间序列。并通过无线网络向后台服务器发送定位的查询请求，请求中包括了RTS信息以及连接的基站ID。
步骤S302：通过所述基站ID信息确定所述移动节点所在的定位区域；
步骤S303：在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询所述定位区域内与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的信号强度时间序列，是由探测移动节点在各路段上移动收集得到的数据；
步骤S304：将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据；
步骤S305：将定位数据反馈给移动节点。
本发明所提供的定位方法，通过接收移动节点发送的定位请求，在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，并将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据来实现定位。与GPS定位方法相比，本发明仅仅利用了移动节点连接无线网络的信号强度作为定位的指纹信息，极大地降低了定位的能耗。而与传统的基站信号定位的方法相比，本发明的信号强度的相对变化较为稳定，能够明显地提高定位的精度。
针对大范围的地域的定位，可能会出现拥有相似RTS的路段，因此本发明实施例中还增加了基于基站ID的定位区域的划分，利用基站ID将大范围的地域划分为若干个拥有相同ID的基站覆盖的小区域。这样设置不仅能够缩小定位时的搜索范围，还能够提高定位的精度。
本发明所提供的定位装置的一种具体实施方式的结构框图如图5所示，该装置包括：
接收模块100，用于接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
查询模块200，用于在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
定位模块300，用于将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
本发明所提供的定位装置，通过接收移动节点发送的定位请求，在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，并将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据来实现定位。与GPS定位方法相比，本发明仅仅利用了移动节点连接无线网络的信号强度作为定位的指纹信息，极大地降低了定位的能耗。而与传统的基站信号定位的方法相比，本发明的信号强度的相对变化较为稳定，能够明显地提高定位的精度。
本发明所提供的定位装置的另一种具体实施方式的结构框图如图6所示，与上一实施例相比，该实施例中增加了地图建立模块400以及发送模块500。
其中，地图建立模块400，用于预先建立信号强度时间序列地图。
发送模块500，用于将所述定位数据发送给所述移动节点的设备。
本发明所提供的定位系统的一种具体实施方式的结构框图如图7所示，该系统包括：
移动终端1，用于获取移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
定位装置2，用于接收所述移动终端发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动终端的信号强度时间序列数据；在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
所述移动终端为手机或平板电脑。
本发明所提供的定位系统，通过接收移动节点发送的定位请求，在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，并将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据来实现定位。与GPS定位方法相比，本发明仅仅利用了移动节点连接无线网络的信号强度作为定位的指纹信息，极大地降低了定位的能耗。而与传统的基站信号定位的方法相比，本发明的信号强度的相对变化较为稳定，能够明显地提高定位的精度。
需要指出的是，本发明实施例中的移动终端，既可以是能够连接无线网络信号的手机，也可以是平板电脑。无线网络既可以是蜂窝网络(2G/2.5G/3G/4G等)，也可以是其他类型的无线网络(如802.11协议组等)。移动定位的场景，既可以是户外，也可以是室内。被定位的移动节点，既可以是行人，也可以是车辆。只要能够实现本发明的具体实施方式均可，并不限于上述实施例中所指出的方式。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种定位方法，其特征在于，包括：
接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
2.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，还包括：
预先建立信号强度时间序列地图。
3.如权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述定位请求还包括：
连接所述移动节点的基站的ID信息。
4.如权利要求3所述的定位方法，其特征在于，所述在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据包括：
通过所述基站ID信息确定所述移动节点所在的定位区域；
在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询所述定位区域内与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据。
5.一种定位装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收移动节点发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
查询模块，用于在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；
定位模块，用于将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
6.如权利要求5所述的定位装置，其特征在于，还包括：
地图建立模块，用于预先建立信号强度时间序列地图。
7.如权利要求6所述的定位装置，其特征在于，还包括：
发送模块，用于将所述定位数据发送给所述移动节点的设备。
8.一种定位系统，其特征在于，包括：
移动终端，用于获取移动节点的信号强度时间序列数据，所述信号强度时间序列数据为表征所述移动节点在移动时接收无线信号强度随时间变化的数据；
定位装置，用于接收所述移动终端发送的定位请求，所述定位请求中包括所述移动终端的信号强度时间序列数据；在预先建立的信号强度时间序列地图中，查询与所述移动节点的数据相匹配的信号强度时间序列目标数据，所述信号强度时间序列地图为记录不同路段上的探测移动节点的信号强度时间序列数据；将所述目标数据所对应的位置数据确定为所述移动节点的定位数据。
9.如权利要求8所述的定位系统，其特征在于，所述移动终端为手机或平板电脑。
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