CN105974451A - 基于点集合的位置信息获取方法和装置 - Google Patents

基于点集合的位置信息获取方法和装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供了一种基于点集合的位置信息获取方法和装置，所述方法包括：获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合；计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。本申请通过上述噪声点去除手段，可有效提高中心点的精度，解决现有技术因外界干扰而导致数据误差较大的问题。

Description

基于点集合的位置信息获取方法和装置
技术领域
本申请涉及无线通信技术领域，特别地，涉及一种基于点集合的位置信息获取方法和装置。
背景技术
定位技术就是指通过无线终端和无线通信技术的配合，确定移动用户的实际位置信息，其基本原理是移动目标通过与多个已知坐标位置的固定基站（地面或空中）进行交互，获得相应测量参数后，利用适当的处理方法获得移动目标在空间中的位置。现有的定位技术主要包括：全球定位系统（GPS，Global Positioning System）技术，格洛纳斯全球导航卫星系统（GLONASS，Global Navigation Satellite System）技术，北斗导航系统（BDS，BeiDou Navigation Satellite System）技术，伽利略定位系统（Galileo，Galileo Positioning System）技术，准天顶卫星系统（QZSS，Quasi-Zenith Satellite System）技术，基站定位（LBS，Location Based Service）技术，以及Wi-Fi定位技术等。
随着云技术以及与定位相关的移动终端应用的大量普及，很多应用开发厂商利用移动终端设备和应用利用上述定位技术采集某个地理位置的位置信息（以下以经纬度数据为例进行说明），并通过对该地理位置的多次数据采集汇总，将上述多次采集的经纬度数据的平均值作为该地理位置的最终位置信息。由于移动终端设备获取经纬度精度问题及外界干扰等不可预测的因素，导致在同一位置采集的经纬度数据存在一定误差，甚至出现测试的经纬度数据存在明显错误。而这些错误的数据很难第一时间通过人工或机器自动过滤，常规的做法就是通过大量测量数据求平均值，以获取理论上最接近中心的位置。由于平均值算法是通过所有的测量数据求平均值，未能去除误差较大的位置信息，因此无法达到最佳的精度值。
发明内容
本申请提供一种基于点集合的位置信息获取方法和装置，用于解决现有定位技术获取的位置信息因外界干扰而导致数据误差较大的问题。
本申请公开的一种基于点集合的位置信息获取方法，包括：获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合； 计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
优选的，按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点直线距离最远的位置点，具体包括：根据所述第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式计算要筛选去掉的位置点数量m；
m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)，其中round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算；
从第一点集合中去掉前m个与第一平均值点的直线距离最大的位置点。
优选的，所述位置点坐标为三维空间坐标或二维坐标。
优选的，利用以下的至少一种定位技术，获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标：全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位技术、以及Wi-Fi定位技术。
本申请公开的一种基于点集合的位置信息获取装置，包括：第一点集合获取模块，用于获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合； 第一中心点计算模块，用于计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；直线距离计算模块，用于计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；第二点集合生成模块，用于按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；第二中心点计算模块，用于计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
优选的，所述第二点集合生成模块具体包括：数量计算子模块，用于根据所述第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式计算要筛选掉的位置点数量m：m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)，其中round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算；集合生成子模块，用于从第一点集合中去掉前m个与第一平均值点的直线距离最大的位置点，剩下的位置点形成第二点集合。
优选的，所述位置点坐标为三维空间坐标值或二维坐标值。
优选的，所述第一点集合获取模块通过全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位系统和Wi-Fi定位系统中的一种或多种组合方式获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标。
与现有技术相比，本申请具有以下优点：
本申请优选实施例通过按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点的技术手段，能够去除点集合中一定比例的边界噪点，从而可以较大程度的提高点集合中心点的位置精度，较好的解决现有定位技术获取的位置信息因外界干扰而导致数据误差较大的问题。
附图说明
图1为本申请基于点集合的位置信息获取方法一实施例的流程图；
图2为本申请基于点集合的位置信息获取方法具体实例中的点集合中各点之间的位置关系示意图；
图3为本申请基于点集合的位置信息获取装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。术语“包括”、“包含”及类似术语应该被理解为是开放性的术语，即“包括/包含但不限于”。术语“基于”是“至少部分地基于”。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。
参照图1，示出了本申请基于点集合的位置信息获取方法第一实施例的流程，本优选方法实施例包括以下步骤：
步骤S101：获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合；
在本优选实施例中，位置点坐标与采用的定位技术相关，可以是三维的空间坐标，也可以是经纬度数据或其他二维坐标数据。
在具体实施时，移动终端在待测地理位置的位置点坐标可以采用全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位系统以及Wi-Fi定位系统中的一种或多种技术采集，通过多次采集得到多个位置点坐标。
另外，在具体实施时，还可以根据需要限定采集数据的时间，此时，数据采集时需要同时记录采集时间等信息。
步骤S102：计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；
当位置点坐标为二维坐标数据时，分别计算第一点集合中所有位置点的X坐标和Y坐标的平均值，得到第一中心点的二维坐标。具体实施时，二维坐标可以采用位置点的经纬度值表示。
当位置点坐标为三维空间坐标时，分别计算第一点集合中所有位置点的X坐标、Y坐标和Z坐标的平均值，得到第一中心点的三维坐标。
步骤S103：计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；
步骤S104：按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；
具体实施时，可以根据选择已知的几组点集合，不段调整噪声点比例，以获取一个理想的噪点比例值，作为预设噪声点比例。需要说明的是，该噪声点比例与应用场景相关，在不同的应用场景之间，噪声点比例值不存在一个理想的通用数值。
另外，可以采用如下方式筛选去掉噪声点（即与第一中心点的直线距离最远的位置点），此时，步骤S104具体包括：
步骤S104-1：根据第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式之一计算要筛选去掉的噪声点数量m；
m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)
其中：round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算。
例如，当x=3.2时，round(3.2)=3，roundup(3.2)=4，rounddown(3.2)=3；当x=3.5时，round(3.5)=4，roundup(3.5)=4，rounddown(3.5)=3。
步骤S104-2：按照与第一中心点的直线距离从大到小的顺序对第一点集合中的位置点进行排序。
步骤S104-3：从第一点集合中去掉前m个与第一中心点的直线距离最大的位置点，剩下的（n-m）个位置点形成第二点集合。
步骤S105：计算第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
本申请通过上述手段，能够去除一定比例的误差较大的边界数据信息（即噪声点数据），再计算相对集中的位置坐标平均值，从而可以获取相对中心的位置数据，提高中心点位置数据精度。
下面，结合具体实例说明本申请基于点集合的位置信息获取方法的流程。在本具体实例中，位置点信息以二维坐标系中的X坐标和Y坐标为例进行说明。
步骤S201：通过全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位系统或Wi-Fi定位系统获取移动终端在待测地理位置的15个位置点的X坐标和Y坐标，组成的第一点集合S1，如下表1所示。
表1、第一点集合S1中的点列表
序号 X坐标 Y坐标
1 15 18
2 13 19
3 14 17
4 17 13
5 18 14
6 12 17
7 13 13
8 14 15
9 15 14
10 16 13
11 17 14
12 33 20
13 25 10
14 5 8
15 26 28
上述15个位置点的相对位置关系参见图2所示，在图2中，“♦”表示上述的15个位置点。
步骤S202：分别计算上述15个位置点X坐标和Y坐标的平均值，得到第一中心点M的坐标值XM和YM。
经过计算（四舍五入，保留2位小数），得到M点的X坐标值和Y坐标值：XM=16.87，YM=15.53。参见图2中的符号“■”表示的M点的位置。
步骤S203：按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合S1中与第一中心点M的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合S2。
假设预设噪声点比例为25%，采用四舍五入法，得到要筛除的噪声点数量为4。将第一点集合S1中距离第一中心点M（16.87，15.53）最远的4个噪声点A（5，8）、B（26，28）、C（33，20）、D（25，10）删除，形成第二点集合S2，如表2所示。
表2、第二点集合S2中的点列表
序号 X坐标 Y坐标
1 15 18
2 13 19
3 14 17
4 17 13
5 18 14
6 12 17
7 13 13
8 14 15
9 15 14
10 16 13
11 17 14
步骤S204：计算第二点集合S2中所有11个位置点坐标的平均值，得到第二中心点N的坐标值，作为待测地理位置的坐标。
经过计算，得出第二中心点N的X坐标值和Y坐标值：XN=14.91，YN=15.18。参见图2中的符号“▲”表示的点N的位置。
对于前述的各方法实施例，为了描述简单，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域的技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为根据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或同时执行；其次，本领域技术人员也应该知悉，上述方法实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
参照图3，示出了本申请基于点集合的位置信息获取装置一实施例的结构示意图，包括：
第一点集合获取模块31，用于获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合。
在具体实施时，第一点集合获取模块31可以通过全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位系统和Wi-Fi定位系统中的一种或多种组合方式获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标。
第一中心点计算模块32，用于计算述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标。
本装置实施例中的位置点坐标可以为三维空间坐标值或二维坐标值。当位置点坐标为二维坐标数据时，分别计算第一点集合中所有位置点的X坐标和Y坐标的平均值，得到第一中心点的二维坐标。具体实施时，二维坐标可以采用位置点的经纬度值表示。当位置点坐标为三维空间坐标时，分别计算第一点集合中所有位置点的X坐标、Y坐标和Z坐标的平均值，得到第一中心点的三维坐标。
直线距离计算模块33，用于根据第一中心点坐标以及各位置点坐标，计算第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；
第二点集合生成模块34，用于按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；
在另一实施例中，上述第二点集合生成模块34具体包括：
数量计算子模块：用于根据所述第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式之一计算要筛选掉的位置点数量m；
m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)，其中round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算；
集合生成子模块：用于按照与第一中心点的直线距离从大到小的顺序对第一点集合中的位置点进行排序，从第一点集合中去掉前m个与第一平均值点的直线距离最大的位置点，剩下的位置点形成第二点集合。
第二中心点计算模块35，用于计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
需要说明的是，上述装置实施例属于优选实施例，所涉及的单元和模块并不一定是本申请所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于本申请的装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本申请所提供的一种基于点集合的位置信息获取方法和装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (8)

1.一种基于点集合的位置信息获取方法，其特征在于，包括：
获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合；
计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；
计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；
按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；
计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点直线距离最远的位置点，具体包括：
根据所述第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式计算要筛选去掉的位置点数量m；
m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)，其中round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算；
从第一点集合中去掉前m个与第一平均值点的直线距离最大的位置点。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置点坐标为三维空间坐标或二维坐标。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用以下的至少一种定位技术，获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标：全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位技术、以及Wi-Fi定位技术。
5.一种基于点集合的位置信息获取装置，其特征在于，包括：
第一点集合获取模块，用于获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标，形成第一点集合；
第一中心点计算模块，用于计算所述第一点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第一中心点坐标；
直线距离计算模块，用于计算所述第一中心点到第一点集合中所有位置点的直线距离；
第二点集合生成模块，用于按预设噪声点比例筛选去掉第一点集合中与第一中心点的直线距离最远的位置点，剩下的位置点形成第二点集合；
第二中心点计算模块，用于计算所述第二点集合中所有位置点坐标的平均值，得到第二中心点坐标，作为待测地理位置的位置信息。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第二点集合生成模块具体包括：
数量计算子模块，用于根据所述第一点集合中位置点的总数n和预设噪声点比例p，用下列公式计算要筛选掉的位置点数量m；
m=round(n*p)，m=roundup(n*p) 或m=rounddown(n*p)，其中round(x)表示对x作四舍五入取整运算，roundup(x) 表示对x作向上取整运算，rounddown(x) 表示对x作向下取整运算；
集合生成子模块，用于从第一点集合中去掉前m个与第一平均值点的直线距离最大的位置点，剩下的位置点形成第二点集合。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述位置点坐标为三维空间坐标值或二维坐标值。
8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述第一点集合获取模块通过全球定位系统、全球导航卫星系统、北斗导航系统、伽利略定位系统、准天顶卫星系统、基站定位系统和Wi-Fi定位系统中的一种或多种组合方式获取移动终端在待测地理位置的多个位置点坐标。
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