CN105611623B - 移动终端的定位方法及定位装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种移动终端的定位方法及装置，其中，移动终端的定位方法包括：接收每个锚节点发送的包含有标识信息和位置信息的广播信号；根据接收到的广播信号的强度确定移动终端与每个锚节点之间的距离，以得到距离集合；基于距离集合和每个锚节点的位置信息，计算移动终端的第一坐标集合；按照广播信号的强度由大到小的顺序，选取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。

Description

移动终端的定位方法及定位装置
技术领域
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
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。
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
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。
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。
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 StrengthIndication，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。
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。
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。
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：
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。
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。
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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
即在进行三维定位时，选取作为权值进行加权计算。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第二计算单元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具体包括：通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第二计算单元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具体包括：通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
即在进行三维定位时，选取作为权值进行加权计算。
通过以上技术方案，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。
附图说明
图1示出了根据本发明的实施例的移动终端的定位方法的示意流程图；
图2示出了根据本发明的实施例的移动终端的定位装置的示意框图；
图3示出了根据本发明的实施例的三角形模型及未知节点估算示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
图1示出了根据本发明的实施例的移动终端的定位方法的示意流程图。
如图1所示，根据本发明的实施例的移动终端的定位方法，包括：
步骤102，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；
步骤104，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；
步骤106，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；
步骤108，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；
步骤110，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。
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 StrengthIndication，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。
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。
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。
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：
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。
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。
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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
即在进行三维定位时，选取作为权值进行加权计算。
图2示出了根据本发明的实施例的移动终端的定位装置的示意框图。
如图2所示，根据本发明的实施例的移动终端的定位装置，包括：接收单元202、确定单元204、第一计算单元206和处理单元208。
其中，接收单元202，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204，用于根据所述接收单元202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206，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208，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210，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。
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。
在上述技术方案中，优选地，所述接收单元202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204包括：第三计算单元2042，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2044，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。
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。
在上述任一技术方案中，优选地，所述处理单元208包括：判断单元2082，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2084，用于在所述判断单元2082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2082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。
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。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第二计算单元210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具体包括：通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
在上述任一技术方案中，优选地，所述第二计算单元210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具体包括：通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
即在进行三维定位时，选取作为权值进行加权计算。
以下分别说明基于本发明的实施例的二维定位方法和三维定位方法的技术方案。
1、二维定位方法
本发明中对于二维定位方法采用三角形模型的二维加权质心算法进行精确定位，算法步骤如下：
(1)锚节点周期性的广播自身ID号与位置信息，当未知节点(即上述的终端)收到超过来自m个节点的信息后，取每个节点广播的RSSI的中位值。
具体地，减少粗大误差对测量数据的影响最有效且方便的手段是采用中位值方法，它在消除粗大误差的同时能很好地保护信号的细节信息。因此在一定时间间隔之内，连续获得RSSI值，并从中选出中值，以此作为计算依据。
(2)将不同锚节点的RSSI值按大小顺序进行排列，并将之转化为距离，这样建立了2个数组集合：①未知节点到已知的锚节点的距离集合{di1、di2，…，dim}(di1>di2>…>dim)；②未知节点位置坐标集合{(Xdi1,Ydi1),(Xdi2,Ydi2),…,(Xdim,Ydim)}。
(3)选择其中几个RSSI值较大的锚节点组成r个三角形，对r个三角形进行加权质心算法，得到r个坐标{(XO,YO)1,(XO,YO)2,…,(XO,YO)r}。
具体地，三角形模型及O点估算示意图如图3(a)所示，其中，O为未知节点，A、B、C为已知节点。
如图3(b)，以AB边为例，当未知节点O从节点A、B接收到信号时，计算与之距离{di1,di2}，进而求未知节点O的2个可能坐标O1、O2，O1、O2与C节点的距离分别为O1C、O2C，当未知节点O从C节点处接收到信号时计算出OC距离di3。比较|di3-O1C|与|di3-O2C|，将值小的那个作为未知节点O的一次估计值，同理取AC、BC，依次得到未知节点O的3个估计值O1、O2、O3。
由于未知节点到已知节点的距离越近，则由RSSI值的偏差产生的绝对误差距离越小，为了减小误差，RSSI值越大的节点对未知节点的位置有更大的影响，因此在未知节点受到来自n个节点的RSSI信号时，应该从中选取RSSI值较大的几个节点进行计算。
其中，未知节点O的加权位置为：
其中，权值体现了距离不同节点对未知节点位置的影响程度。
根据以上过程，得到了上述的r个坐标{(XO,YO)1,(XO,YO)2,…,(XO,YO)r}。
(4)设{d1(i),d2(i),d3(i)}为上述第i个三角形的三个顶点到未知节点的距离，根据已计算出的r个坐标，选取作为第i个三角形计算出的位置权值然后再次利用质心加权算法，得到未知节点最终的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示未知节点最终的坐标位置，(XOi,YOi)表示上述r个坐标中的第i个坐标，d1(i)、d2(i)和d3(i)分别表示第i个坐标点到对应的三角形顶点的距离。
2、三维定位方法
本发明中对于三维定位方法采用四面体模型的三维加权质心算法进行精确定位，算法步骤如下：
(1)锚节点周期性的广播自身ID号与位置信息，当未知节点(即上述的终端)收到超过来自m个节点的信息后，取每个节点广播的RSSI的中位值。
具体地，减少粗大误差对测量数据的影响最有效且方便的手段是采用中位值方法，它在消除粗大误差的同时能很好地保护信号的细节信息。因此在一定时间间隔之内，连续获得RSSI值，并从中选出中值，以此作为计算依据。
(2)将不同锚节点的RSSI值按大小顺序进行排列，并将之转化为距离，这样建立了2个数组集合：①未知节点到已知的锚节点的距离集合{di1、di2，…，dim}(di1>di2>…>dim)；②未知节点位置坐标集合{(Xdi1,Ydi1,Zdi1),(Xdi2,Ydi2,Zdi2),…,(Xdim,Ydim,Zdim)}。
(3)选择其中几个RSSI值较大的锚节点组成r个四面体，对r个四面体进行加权质心算法，得到r个坐标{(XO,YO,ZO)1,(XO,YO,ZO)2,…,(XO,YO,zO)r}。
该步骤的具体算法与三角形模型的二维加权质心算法中类似，只是将未知节点到线段的模型变换为未知节点到面的模型，因此不再赘述。
(4)设{d1(i),d2(i),d3(i),d4(i)}为上述第i个四面体的顶点到未知节点的距离，根据已计算出的r个坐标，选取作为第i个四面体计算出的位置权值然后再次利用质心加权算法，得到未知节点最终的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示未知节点最终的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)表示上述r个坐标中的第i个坐标，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)分别表示第i个坐标点到对应的四面体顶点的距离。
以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到传统的GPS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，本发明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。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动终端的定位方法，用于定位装置，所述定位装置设于所述移动终端上，其特征在于，包括：
所述定位装置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；
所述定位装置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；
所述定位装置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；
所述定位装置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；
所述定位装置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。
2.根据权利要求1所述的移动终端的定位方法，其特征在于，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。
3.根据权利要求1或2所述的移动终端的定位方法，其特征在于，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：
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。
4.根据权利要求3所述的移动终端的定位方法，其特征在于，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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
5.根据权利要求3所述的移动终端的定位方法，其特征在于，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：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
6.一种移动终端的定位装置，其特征在于，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。
7.根据权利要求6所述的移动终端的定位装置，其特征在于，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。
8.根据权利要求6或7所述的移动终端的定位装置，其特征在于，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。
9.根据权利要求8所述的移动终端的定位装置，其特征在于，所述第二计算单元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具体包括：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi)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，d1(i)、d2(i)和d3(i)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。
10.根据权利要求8所述的移动终端的定位装置，其特征在于，所述第二计算单元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具体包括：
通过以下计算公式计算所述移动终端的坐标位置：
其中，(XO,YO,ZO)表示所述移动终端的坐标位置，(XOi,YOi,ZOi)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，d1(i)、d2(i)、d3(i)和d4(i)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。
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