CN106940435B - 用于估计无线装置位置的系统和方法以及无线装置检测计算机装置 - Google Patents

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Abstract

用于估计无线装置位置的系统和方法和以及无线装置检测计算机装置。提供了一种用于确定无线装置位置的无线装置检测计算机装置。WDD计算机装置包括与存储器通信的处理器。所述处理器配置为从多个锚点接收多个状态消息。所述多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度。所述处理器进一步配置为确定所述多个锚点的多个子集，针对所述多个子集中的每个，确定所述第一无线装置的可能位置，生成所述多个可能位置的聚类，基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组，以及计算所述第一无线装置的最终位置。

Description

用于估计无线装置位置的系统和方法以及无线装置检测计算 机装置
技术领域
本公开的领域总体上涉及估计无线装置的位置，更具体地，涉及使用无线信号强度定位(localization)、聚类(clustering)和缩减(reduction)来估计无线装置的位置。
背景技术
无线装置正变得越来越普及。具体地，一些无线装置具有小形式因子、低容量，并且是由电池供电的。这些无线装置通常用作传感器、控制器、或人输入装置。这些无线装置可具有低计算能力和有限存储。无线装置也可以是移动的。在一些情形下，这些无线装置配置为通过无线协议与永久定位的装置通信。期望的是确定用于定位这些装置的高效且有效的方式。
发明内容
在一个方面，提供了一种用于确定无线装置位置的无线装置检测(WDD)计算机装置。WDD计算机装置包括与存储器通信的处理器。所述处理器配置为：从多个锚点接收多个状态消息。所述多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点处从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度。所述处理器进一步配置为确定所述多个锚点的多个子集。各子集包括所述多个锚点中的数个锚点。所述处理器进一步配置为针对多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置；生成多个可能位置的聚类；基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组；以及基于从所述子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
在另一个方面，提供了一种用于确定无线装置位置的系统。该系统包括：多个锚点，其配置为：从第一无线装置接收无线信号；确定所述无线信号的接收信号强度；以及将包括所述接收信号强度的状态消息发送到无线装置检测(WDD)计算机装置。所述系统还包括WDD计算机装置，WDD计算机装置包括处理器和与所述处理器联接的存储器。所述WDD计算机装置与所述多个锚点通信。所述WDD计算机装置配置为从所述多个锚点接收多个状态消息并且确定所述多个锚点的多个子集。各子集包括所述多个锚点中的数个锚点。所述WDD计算机装置进一步配置为针对多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置，生成所述多个可能位置的聚类，基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组，以及基于从所述子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
在又一个方面，提供了一种用于确定无线装置位置的方法。该方法是使用无线装置检测(WDD)计算机装置来实现的。所述WDD计算机装置包括与存储器通信的处理器。所述方法包括从多个锚点接收多个状态消息。所述多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点处从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度。所述方法还包括确定所述多个锚点的多个子集。各子集包括所述多个锚点中的数个。所述方法还包括针对多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置，生成多个可能位置的聚类，基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组，以及基于从所述子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
附图说明
图1示出按照本公开的一个实施方式的示例检测场景的示图。
图2是按照本公开的一个实施方式的用于确定无线装置位置的示例系统的简化框图。
图3示出按照本公开的一个实施方式的图2中示出的服务器的示例构造。
图4是用于诸如图1中示出的情况下的确定无线装置位置并且使用图2中示出的系统的处理的流程图。
具体实施方式
本文中描述的实现方式涉及用于估计无线装置位置的系统和方法，更具体地，涉及使用无线信号强度定位、聚类和缩减估计无线装置的位置。更具体地，无线装置检测(WDD)计算机装置从多个锚点接收多个状态消息，其中，这多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点处从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度。在一些实施方式中，各状态消息包括与第一无线装置关联的独特标识符。在一些实施方式中，第一无线信号是定位器信号和正常消息业务中的一个并且第一无线信号是蓝牙(Bluetooth)信号、802.15(ZigBee)信号、经由低功率无线个域网的Ipv6(6LowPAN)信号和802.11(Wi-Fi)信号中的一个。
在一些实施方式中，WDD计算机装置将与各锚点关联的接收信号强度与第一预定阈值进行比较并且在确定对应的接收信号强度没有超过第一预定阈值时从这多个锚点中去除对应的锚点。在其他实施方式中，WDD计算机装置将与各锚点关联的接收信号强度与第二预定阈值进行比较并且在确定对应的接收信号强度超过第二预定阈值时从这多个锚点中去除对应的锚点。
WDD计算机装置确定这多个锚点的多个子集，其中，各子集包括这多个锚点中的数个锚点。在一些实施方式中，这多个子集中的每个内包括的锚点的数量基于预定阈值数量。在其他实施方式中，预定阈值数量基于定位无线装置所需的锚点的数量。WDD计算机装置存储多个位置，其中，各位置与这多个锚点中的一个关联。对于多个子集中的每个，WDD计算机装置至少部分基于子集中的锚点的位置和对应的接收信号强度，确定第一无线装置的可能位置。WDD计算机装置生成多个可能位置的聚类。WDD计算机装置基于聚类，选择多个子集的第一群组。WDD计算机装置基于可能位置的最大聚类来确定第一群组。WDD计算机装置基于从子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算第一无线装置的最终位置。
本文中描述了诸如WDD计算机装置的计算机系统和相关计算机系统。如本文中描述的，所有这些计算机系统包括处理器和存储器。然而，本文中引用的计算机装置中的任何处理器还可指的是一个或更多个处理器，其中，处理器可在一个计算装置或者并行动作的多个计算装置中。另外，本文中引用的计算机装置中的任何存储器也可指的是一个或更多个存储器，其中，存储器可在一个计算装置中或者并行动作的多个计算装置中。
如本文中使用的，处理器可包括任何可编程系统，包括使用微控制器、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)、逻辑电路、或能够执行本文中描述的功能的任何其他电路或处理器的系统。以上示例仅仅是示例，因此不旨在以任何方式限制术语“处理器”的定义和/或含义。
如本文中使用的，术语“数据库”可指的是数据、关系数据库管理系统(RDBMS)或二者中的任一个。如本文中使用的，数据库可包括数据的任何集合，包括分层数据库、关系数据库、平面文件数据库、对象关系数据库、面向对象数据库和存储在计算机系统中的记录或数据的任何其他结构集合。以上示例仅仅是示例，因此不旨在以任何方式限制术语“数据库”的定义和/或含义。RDBMS的示例包括但不限于包括
Figure GDA0003871441250000041
Database、MySQL、
Figure GDA0003871441250000042
DB2、
Figure GDA0003871441250000043
SQL Server、
Figure GDA0003871441250000044
和PostgreSQL。然而，可使用实现本文中描述的系统和方法的任何数据库。(Oracle是Oracle Corporation,Redwood Shores,California的注册商标；IBM是International Business Machines Corporation,Armonk,New York的注册商标；Microsoft是Microsoft Corporation,Redmond,Washington的注册商标；Sybase是Sybase,Dublin,California的注册商标。)
在一个实施方式中，提供了一种计算机程序，并且该程序在计算机可读介质上实施。在示例实施方式中，系统在单个计算机系统上执行，而不需要连接到服务器计算机。在其他实施方式中，系统正在
Figure GDA0003871441250000045
环境下运行(Windows是Microsoft Corporation,Redmond,Washington的注册商标)。在又一个实施方式中，系统在主框架环境和
Figure GDA0003871441250000046
服务器环境下运行(UNIX是位于Reading,Berkshire,United Kingdom的X/Open CompanyLimited的注册商标)。该应用是灵活的，被设计成在各种不同环境下运行，而没有以牺牲任何主要功能为代价。在一些实施方式中，系统包括分布于多个计算装置的多个组件。一个或更多个组件可以是计算机可读介质中实施的计算机可执行指令的形式。
如本文中使用的，按单数叙述并且前面带有词语“一”或“一个”的元件或步骤应该被理解为并没有排除多个元件或步骤，除非另外明确叙述是排除的。此外，本公开中引用“示例实施方式”或“一个实施方式”不旨在被解释为排除也并入所阐述特征的另外实施方式。
如本文中使用的，术语“软件”和“固件”是可互换的，包括供处理器执行的存储器中存储的任何计算机程序，该存储器包括RAM存储器、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器和非易失性RAM(NVRAM)存储器。以上的存储器类型仅仅是示例，因此不限于可用于存储计算机程序的存储器类型。
此外，如本文中使用的，术语“实时”是指关联事件发生时间、预定数据的测量和收集时间、用于处理数据的时间、对事件和环境的系统响应的时间中的至少一个。在本文中描述的实施方式中，这些动作和事件基本上是瞬间发生的。
系统和处理不限于本文中描述的特定实施方式。另外，各系统和各处理的组件可与本文中描述的其他组件和处理独立且分离地实践。各组件和处理还可与其他组装封装和处理组合使用。
图1示出按照本公开的一个实施方式的示例检测场景100的示图。场景100包括无线装置102。在示例实施方式中，无线装置102的位置是未知的。场景100还包括多个锚(也被称为锚点)104-118。锚104-118中的每个能够从无线装置102接收无线信号，确定来自无线装置102的无线信号的强度，并且将确定的无线信号强度发送到无线装置检测(WDD)计算机装置120。无线信号强度代表当信号到达对应锚时的强度。该强度随距离而减小并且可用于确定无线装置102与锚点104-118的相对距离。WDD计算机装置120配置为从锚点104-118接收接收信号强度值。在示例实施方式中，WDD计算机装置120能够用路径损失模型使用接收信号强度来确定无线装置102的位置。如果多个锚点104-118的位置是已知的，则WDD计算机装置120可使用线性最小二乘法，以使用接收信号强度来计算无线装置102的位置。
然而，在一些实施方式中，从无线装置102发送的无线信号可能不到达所有锚104-118。例如，障碍物122和124可干扰无线信号。在这个示例中，障碍物122是反射表面，阻挡无线信号到达锚112，替代地向锚114反射无线信号。在这个示例中，锚114接收无线信号两次，一次是以精确强度，一次是以反射强度。障碍物124阻挡无线信号中的一些，使得锚108接收的信号减少。接收信号强度的这些改变影响了WDD计算机装置120计算出的无线装置102的位置的精确度。例如，锚108检测到的较弱接收信号强度将使计算出的无线装置102的位置背离锚108移动。
场景100可以是例如在机舱内部。在这个示例中，无线装置102可以是无线呼叫按钮或顶灯控制。乘客可按下无线呼叫按钮102。然后，WDD计算机装置120可确定按下哪个呼叫按钮(无线装置102)通知飞机的机组人员。这样将取代需要有线按钮，其中，布线增加了飞机的重量。飞机中的无线装置102的另一个示例可包括但不限于附接到安全设备(例如，救生衣)以防止丢失。
场景100也可以是在工厂场地上。可将无线装置102附接到手动工具、部件和零件箱，以跟踪它们在工厂中的位置。无线装置102也可以是可穿戴装置，被设置用于员工，便于警告员工在他们所处位置的安全问题或者将最近的有资格员工派遣到位置。
场景100还可以是在会议厅或办公楼中。无线装置102可以是针对温度、湿度等可重新定位、可更换的无线传感器。在这种场景100中，智能加热、通风和空气调节(HVAC)系统可基于传感器位置基于来自传感器的数据来引导气流。这样也将有助于翻新老式建筑。
场景100还可以是在机场跟踪部件、设备和员工，以减少由于搜索它们而导致的延迟。虽然设备、运输工具和人员可使用全球定位系统(GPS)跟踪，但GPS的功耗要求高。当正被跟踪的物品或人员进入室内位置(诸如，悬挂物)时，GPS也是无效的。
图2是按照本公开的一个实施方式的用于确定(图1中示出的)无线装置102位置的示例系统的简化框图。系统200包括图1中示出的WDD计算机装置120，WDD计算机装置120配置为使用已知锚点206的接收信号强度来估计无线装置102的位置。如以下更详细描述的，WDD计算机装置120配置为从多个锚点206接收多个接收信号强度，确定这多个锚点206的多个子集，至少部分基于这多个子集中的每个的对应接收信号强度来确定第一无线装置的可能位置，生成多个可能位置的聚类，基于聚类来选择这多个子集的第一群组，并且基于从子集的第一群组中包括的锚点206接收的接收信号强度来计算第一无线装置102的最终位置。
在示例实施方式中，无线装置102具有小尺寸、重量和功率。无线装置102可具有相对固定的位置或可移动的位置。在一些实施方式中，无线装置102在其电池寿命结束时被更换。在示例实施方式中，无线装置102具有低计算能力和有限存储。无线装置102能够借助无线通信协议(诸如但不限于802.11(Wi-Fi)、802.15(ZigBee)、经由低功率无线个域网的IPv6(6LowPAN)、蓝牙、或其他有效无线通信协议)来发送无线信号204。在一些实施方式中，无线信号204是正常通信业务，在其他实施方式中，无线信号204是无线装置102出于定位目的而发送的定位器信号。在一些其他实施方式中，无线装置102可以是更大且更强大的装置(诸如但不限于便携式计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、智能电话、平板、平板手机、或其他基于网络的可连接设备)。在示例实施方式中，各无线装置102和各锚点206与独特标识符关联。在示例实施方式中，无线装置102用无线信号204发送其独特标识符。
锚点206可包括但不限于图1中示出的锚104-118。锚点206能够接收无线信号204。锚点206配置为确定无线信号204的信号强度。锚点206与WDD计算机装置120通信。在示例实施方式中，锚点206与WDD计算机装置120直接有线连接。在其他实施方式中，锚装置通过许多接口连接到WDD计算机装置120，这些接口包括但不限于诸如互联网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、或综合业务数字网(ISDN)的网络、拨号连接、数字用户线路(DSL)、蜂窝电话连接、无线通信协议连接和电缆调制解调器中的至少一个。锚点206可以是如本文中描述地动作的任何装置，包括但不限于路由器、中继器、集线器、台式计算机、便携式计算机、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、智能电话、平板、平板手机、或其他基于网络的可连接设备。
数据库服务器208与存储数据的数据库210通信联接。在一个实施方式中，数据库210包括各锚点206的位置、计算规则和设置和可能的无线装置102的列表。在示例实施方式中，数据库210远离WDD计算机装置120进行存储。在一些实施方式中，数据库210被分散。在示例实施方式中，人员可通过登录WDD计算机装置120借助客户端系统(未示出)来访问数据库210，如本文中描述。
图3示出按照本公开的一个实施方式的图2中示出的服务器的示例构造。服务器计算机装置300可包括但不限于图2中示出的WDD计算机装置120。服务器计算机装置300还包括用于执行指令的处理器302。指令可被存储在存储区304中。处理器302可包括一个或更多个处理单元(例如，在多核构造中)。
处理器302可操作地联接到通信接口306，使得服务器计算机装置300能够与诸如另一个服务器计算机装置300、(图1中示出的)锚104-118、(图2中示出的)锚点206、或一个或更多个客户端系统(未示出)的远程装置进行通信。在示例实施方式中，通信接口306从锚点206接收数据，如图2中所示。
处理器302还可以可操作地联接到存储装置310。存储装置310是适于存储和/或获取数据(诸如但不限于与(图2中示出的)数据库210关联的数据)的任何由计算机操作的硬件。在一些实施方式中，存储装置310被集成在服务器计算机装置300中。例如，服务器计算机装置300可包括一个或更多个硬盘驱动作为存储装置310。在其他实施方式中，存储装置310在服务器计算机装置300外部并且可供多个服务器计算机装置300访问。例如，存储装置310可包括存储区网络(SAN)、联网存储(NAS)系统、和/或廉价冗余盘阵列(RAID)构造的诸如硬盘和/或固态盘的多个存储单元。
在一些实施方式中，处理器302借助存储接口308可操作地联接到存储装置310。存储接口308是能够为处理器302提供对存储装置310的访问的任何组件。存储接口308可包括例如高级技术附件(ATA)适配器、串行ATA(SATA)适配器、小型计算机系统接口(SCSI)适配器、RAID控制器、SAN适配器、网络适配器、和/或为处理器302提供对存储装置310的访问的任何组件。
处理器302执行用于实现本公开的方面的计算机可执行指令。在一些实施方式中，通过执行计算机可执行指令或另外通过被编程，处理器302被转变成专用微处理器。例如，用指令(诸如，图4中示出的指令)将处理器302编程。
图4是诸如在(图1中示出的)场景100下使用(图2中示出的)系统200来确定(图1中示出的)无线装置102的位置的处理的流程图。可通过计算装置(例如，(图1中示出的)WDD计算机装置120)来实现处理400。
在示例实施方式中，WDD计算机装置120从(图2中示出的)多个锚点206接收402多个状态消息。在示例实施方式中，状态消息中的每个包括对应锚点206基于锚点206从无线装置102接收的(图2中示出的)无线信号204测得的接收信号强度。在一些实施方式中，状态消息包括无线信号204中包括的无线装置102的独特标识符。
在一些实施方式中，WDD计算机装置120分析接收强度信号中的每个。在这些实施方式中，当接收信号强度低于某个预定阈值时，WDD计算机装置120在进行其他考虑时去除锚点206。例如，如果来自图1中示出的锚112的的接收信号强度极低，例如，低于预定阈值，则WDD计算机装置120在处理400的任何其他步骤中去除锚112。在一些其他实施方式中，如果接收信号强度超过不同的预定阈值，例如，接收信号强度太高，则WDD计算机装置120去除锚点。例如，无线信号204到达(图1中示出的)锚114两次，一次直接来自无线装置102，一次是由于被障碍物122反射。在这个示例中，锚114可将这两个接收信号强度相加或以其他方式组合在一起。在这个示例中，WDD计算机装置120确定来自锚114的接收信号强度太高，例如，超过适宜的阈值。WDD计算机装置120在针对无线装置102的处理400的任何其他步骤中去除锚114。
在一些实施方式中，WDD计算机装置120从各锚点206接收单个状态消息。在其他实施方式中，为了增大精度，WDD计算机装置120从WDD计算机装置120在处理400中使用的多个锚点206中的每个接收多个状态消息。在其他这些实施方式中，WDD计算机装置120分析WDD计算机装置120从锚点206中的每个接收的状态消息的数量。如果与一锚点206关联的状态消息的数量显著低于从其他锚点206接收的量，则WDD计算机装置120可在针对无线装置102的处理400的任何其他步骤中去除锚点206。例如，WDD计算机装置120可将从多个锚点206中的每个接收的状态消息的数量与预定阈值进行比较并且可在确定从锚点206接收的状态消息的数量没有超过预定阈值时从多个锚点206中去除对应的锚点。在其他另外实施方式中，WDD计算机装置120分析针对锚点206的多个接收状态消息中的各接收状态消息的接收信号强度并且去除任何如上所述信号强度太高或太低的锚点。
WDD计算机装置120确定404多个锚点206的多个子集。各子集包括一定数量的锚点206。例如，在存在八个锚104-118的场景100下，WDD计算机装置120将它们划分成多个子集。各子集包含N个不同的锚点206，但各锚点206可属于多个子集。例如，在N等于4的情况下，表1示出子集的示例性集合。
Figure GDA0003871441250000091
表1
以上表1仅仅示出当N是4时可确定404的子集的一部分。在示例实施方式中，各子集中的锚点的最佳数量是正使用的轴的数量的两倍。例如，在二维环境中，锚点的最佳数量是4。在其他实施方式中，由用户或通过正使用的定位算法来设置锚点的数量。在一些实施方式中，多个子集中的每个内包括的锚点的数量可以基于预定的阈值数量。在一些实施方式中，预定阈值数量可以基于用于可能位置的轴的数量。在一些实施方式中，基于预定算法，选择将包括在各子集中的锚点。在其他实施方式中，随机地选择各子集中的锚点。
对于子集中的每个，WDD计算机装置120使用接收信号强度来确定406无线装置102的可能位置。在示例实施方式中，(图2中示出的)数据库210存储锚点104-118中的每个的位置。WDD计算机装置120使用接收信号强度和子集中的锚点206中的每个的位置，以使用诸如等式1的路径损失模型来确定406无线装置102与对应的各锚点206的距离。
Figure GDA0003871441250000101
其中，pr是接收信号强度，pt是发送时的信号强度，K是取决于系统的倍增增益常数，α是路径损耗指数。WDD计算机装置120将计算出的信号强度和锚位置输入接收信号强度(RSS)定位算法，以确定406针对子集中的每个的无线装置102的可能位置。RSS定位算法包括但不限于线性最小二乘估计、最大似然估计、加权最小二乘估计和将允许系统如本文中所述地工作的任何其他定位算法。例如，对于以上表1中示出的子集3，WDD计算机装置120使用锚104、106、112和114的接收信号强度，确定406无线装置102的可能位置。
WDD计算机装置120生成408多个可能位置的聚类。在二维实施方式中，WDD计算机装置120在二维曲线图上绘制来自子集中的每个的可能位置。WDD计算机装置120基于聚类，选择410子集的第一群组。
在示例实施方式中，WDD计算机装置120确定所生成聚类中的可能位置的最大聚类。在示例实施方式中，WDD计算机装置120使用聚类检测算法来确定最大聚类。在示例实施方式中，聚类检测算法使用DBScan，DBScan使用可能位置的密度和可能位置之间的距离来确定最大聚类。在其他实施方式中，聚类检测算法包括但不限于K-Means、谱聚类(SpectralClustering)和允许系统如本文中所述地工作的任何其他算法。选择最大聚类中的子集的目的是去除作为离群值并且具有与针对大部分子集计算出的可能位置明显不同的可能位置的子集。在示例实施方式中，同一聚类中的可能位置之间的最大距离是预定的并且被存储在数据库210中。通过只选择具有彼此在一定距离内的可能位置的子集，WDD计算机装置120只选择信号强度表现出类似的路径损耗模型参数的锚点。通过去除与在聚类之外的可能位置有关的锚点206，无线装置102的最终位置的精度提高，因为从最终计算中去除了具有(图1中示出的)障碍物122和124的锚点206。
WDD计算机装置120基于来自子集的第一群组中包括的锚点206的接收信号强度，计算412无线装置102的最终位置。WDD计算机装置120通过确定第一群组中的各子集中包括哪些锚点206，确定第一群组中包括的锚点206中的每个。WDD计算机装置120获取被确定在第一群组中的各锚点206的接收信号强度。WDD计算机装置120使用那些接收信号强度来计算412最终位置。在示例实施方式中，WDD计算机装置120使用基于路径损耗模型的估计(诸如，线性最小二乘)来计算412无线装置102的最终位置。
如本文中使用的，术语“非暂态计算可读介质”旨在代表以用于将信息(诸如，计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块、或其他数据)短期和长期存储在任何装置中的任何方法或技术实现的任何有形的基于计算机的装置。因此，本文中描述的方法可被编码为有形、非暂态、计算机可读介质(包括而不限于存储装置和/或存储器装置)中实施的可执行指令。这些指令当由处理器执行时，致使处理器执行本文中描述的方法的至少一部分。此外，如本文中使用的，术语“非暂态计算机可读介质”包括所有有形、计算机可读介质，包括而不限于非暂态计算机存储装置，非暂态计算机存储装置包括而不限于易失性和非易失性介质和可移除和不可移除介质(诸如，固件、物理和虚拟存储器)、CD-ROM、DVD、和任何其他数字源(诸如，网络或互联网)、以及还在开发中的数字装置，唯一的例外是暂态传播信号。
本文中描述的实现方式涉及用于估计无线装置位置的系统和方法，更具体地，涉及使用无线信号强度定位、聚类和缩减来估计无线装置的位置的系统和方法。更具体地，无线装置检测(“WDD”)计算机装置从多个锚点接收多个状态消息，其中，多个状态消息的各状态消息包括与在对应锚点从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度。在一些实施方式中，各状态消息包括与第一无线装置关联的独特标识符。在一些实施方式中，第一无线信号是定位器信号和正常消息业务中的一个并且第一无线信号是蓝牙信号、802.15(ZigBee)信号、经由低功率无线个域网的Ipv6(6LowPAN)信号和802.11(Wi-Fi)信号中的一个。
在一些实施方式中，WDD计算机装置将与各锚点关联的接收信号强度与第一预定阈值进行比较并且在确定对应接收信号强度没有超过第一预定阈值时从这多个锚点中去除对应的锚点。在其他实施方式中，WDD计算机装置将与各锚点关联的接收信号强度与第二预定阈值进行比较并且在确定对应的接收信号强度超过第二预定阈值时从这多个锚点中去除对应的锚点。
WDD计算机装置确定这多个锚点的多个子集，其中，各子集包括这多个锚点中的数个锚点。在一些实施方式中，这多个子集中的每个内包括的锚点的数量基于预定阈值数量。在其他实施方式中，该预定阈值数量基于定位无线装置所需的锚点的数量。WDD计算机装置存储多个位置，其中，各位置与这多个锚点中的一个关联。对于多个子集中的每个，WDD计算机装置至少部分基于子集中的锚点的位置和对应的接收信号强度，确定第一无线装置的可能位置。WDD计算机装置生成多个可能位置的聚类。WDD计算机装置基于聚类，选择多个子集的第一群组。WDD计算机装置基于可能位置的最大聚类来确定第一群组。WDD计算机装置基于从子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算第一无线装置的最终位置。
根据本公开的其他示例，一种用于确定无线装置位置的系统包括：多个锚点，其配置为：从第一无线装置接收无线信号；确定所述无线信号的接收信号强度；将包括所述接收信号强度的状态消息发送到无线装置检测(WDD)计算机装置。WDD计算机装置包括处理器和与所述处理器联接的存储器。所述WDD计算机装置与所述多个锚点通信，并且配置为：(1)从所述多个锚点接收多个状态消息；(2)确定所述多个锚点的多个子集，其中，各子集包括所述多个锚点中的数个锚点；(3)针对所述多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置；生成多个可能位置的聚类；基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组；基于从所述子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
有利地，所述WDD计算机装置可进一步配置为：存储多个位置，其中，各位置与所述多个锚点中的一个关联；针对所述多个子集中的每个，基于所述子集中的锚点的位置和对应的接收信号强度来确定所述第一无线装置的可能位置。
有利地，所述WDD计算机装置可进一步配置为基于可能位置的聚类来选择所述第一群组，其中，与各子集关联的可能位置在彼此的预定距离内。
有利地，所述状态消息还包括与所述第一无线装置关联的独特标识符。
根据本公开的其他示例，一种用于确定无线装置位置的方法使用无线装置检测(WDD)计算机装置来实现。所述WDD计算机装置包括与存储器通信的处理器，所述方法包括：从多个锚点接收多个状态消息，其中，所述多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点处从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度；确定所述多个锚点的多个子集，其中，各子集包括所述多个锚点中的数个锚点；针对所述多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置；生成所述多个可能位置的聚类；基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组；基于从所述子集的第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
有利地，所述方法还包括：存储多个位置，其中，各位置与所述多个锚点中的一个关联；针对所述多个子集中的每个，基于所述子集中的锚点的位置和对应的接收信号强度来确定所述第一无线装置的可能位置。
有利地，所述方法还包括：基于可能位置的聚类来选择所述第一群组，其中，与各子集关联的所述可能位置在彼此的预定距离内。
有利地，所述方法还包括：将与各锚点关联的接收信号强度与第一预定阈值进行比较；在确定对应的接收信号强度没有超过所述第一预定阈值时，从所述多个锚点中去除对应的锚点。
有利地，所述多个状态消息中的各状态消息包括与所述第一无线装置关联的独特标识符。
本书面描述使用示例公开各种实现方式，包括最佳模式，并且还使本领域的任何技术人员能够实践各种实现方式，包括制作和使用任何装置或系统并且执行任何并入的方法。本公开的可授予专利的范围由权利要求书限定，可包括本领域的技术人员想到的其他示例。如果这些其他示例具有与权利要求书的字面语言不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等同结构元件，则这些其他示例旨在在权利要求书的范围内。

Claims (13)

1.一种用于确定无线装置的位置的无线装置检测WDD计算机装置，所述WDD计算机装置包括：
与存储器通信的处理器，所述处理器配置为：
从多个锚点接收多个状态消息，其中，所述多个状态消息中的各状态消息包括与在对应锚点处从第一无线装置接收的第一无线信号关联的接收信号强度；
确定所述多个锚点的多个子集，其中，各子集包括所述多个锚点中的数个锚点；
针对所述多个子集中的每个，至少部分基于对应的接收信号强度，确定所述第一无线装置的可能位置；
生成多个可能位置的聚类；
基于所述聚类，选择所述多个子集的第一群组；以及
基于从子集的所述第一群组中包括的锚点接收的接收信号强度，计算所述第一无线装置的最终位置。
2.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述处理器进一步配置为：
存储多个位置，其中，各位置与所述多个锚点中的一个锚点关联；以及
针对所述多个子集中的每个，基于子集中的锚点的位置和对应的接收信号强度来确定所述第一无线装置的可能位置。
3.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述处理器进一步配置为基于所述可能位置的聚类来选择所述第一群组，其中，与各子集关联的可能位置在彼此的预定距离内。
4.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述处理器进一步配置为：
将与各锚点关联的接收信号强度与第一预定阈值进行比较；以及
在确定对应的接收信号强度没有超过所述第一预定阈值时，从所述多个锚点中去除对应的锚点。
5.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述处理器进一步配置为：
将与各锚点关联的接收信号强度与第二预定阈值进行比较；以及
在确定对应的接收信号强度超过所述第二预定阈值时，从所述多个锚点中去除对应的锚点。
6.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述处理器进一步配置为：
将从所述多个锚点中的每个接收的状态消息的数量与预定阈值进行比较；
在确定从对应的锚点接收的状态消息的数量没有超过所述预定阈值时，从所述多个锚点中去除该锚点。
7.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述多个状态消息中的各状态消息包括与所述第一无线装置关联的独特标识符。
8.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述第一无线信号是蓝牙信号、802.15ZigBee信号、经由低功率无线个域网的Ipv6 6LowPAN信号和802.11 Wi-Fi信号中的一个。
9.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述多个子集中的每个内包括的锚点的数量基于预定阈值数量。
10.根据权利要求9所述的WDD计算机装置，其中，所述预定阈值数量基于用于所述可能位置的轴的数量。
11.根据权利要求1所述的WDD计算机装置，其中，所述第一无线信号是定位器信号和正常消息业务中的一种。
12.一种用于确定无线装置的位置的系统，所述系统包括：
多个锚点，其配置为：
从第一无线装置接收无线信号；
确定所述无线信号的接收信号强度；以及
将包括所述接收信号强度的状态消息发送到无线装置检测WDD计算机装置；
权利要求1-11中的任一项的WDD计算机装置，所述WDD计算机装置与所述多个锚点通信。
13.一种用于确定无线装置的位置的方法，所述方法使用权利要求1-11中的任一项的无线装置检测WDD计算机装置实现。
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