CN107645702A - 位置标定方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种位置标定方法,包括:对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;根据检测结果,获得所述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;所述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为所述终端的LOS位置点;所述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;根据所述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点上终端的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
Description
技术领域
本发明涉及定位领域,特别涉及一种位置标定方法、装置和系统。
背景技术
室内定位技术在商场导购、地下停车场导引、仓储物流、智能工厂等领域具备广阔的应用前景。目前的定位技术有基于无线信号测量的,比如基于无线信号强度、信号飞行时间、信号到达角的定位技术;有基于各种传感器信息的,比如基于惯导传感器(加速度计、陀螺仪、地磁计)、地磁、光、相机、声音传感器的定位技术。在上述定位技术中,有的精度受环境影响比较大,比如基于无线信号测量的系统;有的具备较强的环境适应能力,但是存在误差累积效应,比如基于惯导的系统。实际定位方案中,经常同时采用上述多种位置信息源,结合室内地图约束信息,通过卡尔曼滤波、粒子滤波等融合算法将多种位置信息源进行融合,以期获得好的定位效果。由于惯导传感器现已成为智能终端的标配,在上述基于卡尔曼滤波、粒子滤波的融合定位方案中,常常依赖惯导传感器的输出构建融合算法的运动方程。在这类系统中,如果缺乏及时有效的位置再标定,以及时让惯导累计误差的负面作用归零,则定位系统的输出位置随着时间推移,往往会出现大的偏差。因而,一种好用的位置标定机制对提升上述系统的定位精度非常有价值。
在这里先介绍两个本领域内公知的名词,LOS(Line Of Sight,视线),在无线信号传播语境中,特指发射方和接收方间无遮挡,直线可达。NLOS(Non Line of Sight,非视线),在无线信号传播语境中需要通信的两点视线受阻,彼此看不到对方,非直线可达。
基于无线信号测量的定位技术也可用于对终端的位置进行标定,但是基于无线信号测量获取的定位支持信息(如信号传播时间/距离、信号到达角、RSSI(Received SignalStrength Indication,接收的信号强度指示)、CSI Channel State Information,信道状态信息)等)的质量与所处环境强相关,当锚点与被定位终端间只有NLOS径时,所获取的定位支持信息与存在LOS径时相比,与真实值间的误差要大的多。基于这种误差较大的定位支持信息所计算出的最终位置,精度难以保证。图1给出了一个简单图示说明,智能终端与AP锚点间的LOS径③被遮挡,只有NLOS径(如①②径)信号能够到达智能终端,容易看出:
·使用TOA(Time of Arrival,到达时间)/TDOA(Time Difference of arrival到达时间差)定位时,基于NLOS径提取的信号传播时间/距离中会包含正向的传播时间/距离偏差,即估算出的距离值要大于真实值。
·使用AOA(Angle of Arrival,到达角度)定位时,依据NLOS信号会算出错误的到达角。
·采用RSSI/CSI测距定位时,因为LOS径被遮挡,到达功率会有极大的衰减,根据这样的到达功率值换算出的距离值也会出现较大的正向偏差。
·采用指纹定位技术,在这种缺乏LOS径的信道条件下,特定位置的RSSI/CSI指纹的时间和空间稳定性也相对较差,对定位精度有极大的负面影响。
因为采集自NLOS信道的定位支持信息会对定位精度产生负增益(可看作干扰噪声),为了提高位置标定精度,首先对采集到的无线信号进行过滤,只使用高质量信号获取定位支持信息,并进行定位计算和位置标定。在实际应用中,上述信号过滤操作可能造成在很多区域,高质量的无线信号/定位支持信息不足,无法解算出终端位置。例如当采用多边测距定位技术进行2-D定位时,至少需要3个可用锚点才能计算出位置(更多的可用锚点通常会进一步提高定位精度)。上述置标定技术终,端获得位置标定的频度/机会严重依赖环境和终端移动轨迹,实际应用中具有很大的局限性。
发明内容
本发明实施例提供一种位置标定方法、装置和系统,能够提高可标定点出现的频度,提高位置标定方法在实际应用的可能性。
本发明一个实施例提供一种位置标定方法,对终端的位置进行标定,该方法包括:
对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个视线LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点上终端的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点上终端的无线测距值相同;
根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点上终端的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。可选的,具体的计算过程,可在移动终端本地进行,也可在定位服务器上进行。如果在定位服务器进行,则终端需将本地累积的优质测距记录传输到定位服务器,由后者负责形成影子锚点和位置解算得到各LOS位置点的坐标,并将解算结果返回给终端。
可选地,可以以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点。可选地,上述位移信息可以包括:位移长度和位移方向角。该位移长度为其他LOS锚点相对于上述参考位置点的位移长度,该位移方向角为其他LOS锚点相对于上述参考位置点的位移方向角。
可选地,上述对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测,具体为:
在上述终端在移动过程中,对上述终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测。
可选地,根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值,包括:
判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号,如果检测到的信号被判断为LOS信号,则判断发送上述无线定位信号的锚点为LOS锚点并获得上述终端和上述LOS锚点之间的无线测距值;
重复上述判断过程,直到判断出LOS锚点的数量为至少3个。
可选地,终端可以将<锚点坐标,测距值>一起形成一条优质测距记录,保存到终端本地。
可选地,在新的新的LOS位置点,获取到新的优质测距值后,在形成新的优质测距记录时,需将该新的位置点与前一个获取到优质测距记录的LOS位置点间的位移信息保存到优质测距记录中。
可选地,这种情况下的优质测距记录中包含<锚点坐标,测距值,当前新的LOS位置点与前一LOS位置点间的相对位移>。
可选地,当前新的LOS位置点与前一LOS位置点间的相对位移包括位移长度和位移方向角。
可选地,终端在一个LOS位置点获取到一条优质测距记录后,在获取到下一条优质测距记录前,如果累计移动距离或者移动步数超出预设阈值(比如累计移动距离超过10米,或者移动步数超出15步),则清空此前保存的所有优质测距记录,并返回到步骤S110重新累积优质测距记录;否则,将新获取的优质测距记录继续保存到终端本地;
可选地,当上述终端从某个LOS位置点移动到上述参考位置点时,上述以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点,具体包括:
将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
可选地,当上述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,上述以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点,具体包括:
将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
可选地,某个影子LOS锚点的坐标是根据其对应的LOS锚点的坐标、上述某个影子节点的相对于其对应的LOS锚点平移方向和长度计算得到的。
可选地,上述方法还包括:根据上述上述参考位置点的坐标、其它位置点相对于上述参考位置点的位移信息,计算上述其它位置点的坐标;其中,上述位移信息包括:上述其它位置点相对于上述参考位置点的位移长度和位移方向角。
本发明一个实施例提供一种位置标定装置,包括:
检测模块,用于对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
锚点获得模块,根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
影子锚点转化模块,用于以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
坐标计算模块,用于根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
可选地,上述锚点获得模块包括:判断单元,用于判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号,如果检测到的信号被判断为LOS信号,则判断发送上述无线定位信号的锚点为LOS锚点;
重复触发单元,用于触发上述判断单元重复判断过程,直到判断出LOS锚点的数量为至少3个。
可选地,上述影子锚点转化模块具体用于:以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
可选地,上述锚点获得模块还包括:测距值获得单元,用于获得上述判断单元判断的LOS锚点到相应LOS位置点的无线测距值。
可选地,当上述终端从某个LOS位置点移动到上述参考位置点时,上述影子锚点转化模块具体用于:将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
可选地,当上述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,上述影子锚点转化模块具体用于:将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
可选地,上述位置标定装置可以为待标定位置的终端,也就是说,可以终端本身可以拥有上述位置标定装置的所有上述功能。
本发明一个实施例提供一种一种终端,包括:射频RF电路、无线保真Wi-Fi模块显示单元、输入单元、第一存储器、第二存储器、处理器、电源、惯导传感器模块和全球定位系统GPS模块,其中:
上述RF电路,用于收发通信信号,与锚点间通过无线报文进行交互;
上述Wi-Fi模块,用来连接网络和扫描网络信号;
上述显示单元,用来显示用户交互界面;
上述输入单元,用于接收输入的数字或字符信息;
上述第一存储器,用于存储该终端预设数量的程序以及界面信息;
上述第二存储器,用于存储数据文件;
上述电源,用于为上述终端进行供电;
上述GPS模块,用于获取上述智能终端的位置坐标;
上述惯导传感模,用于通过惯导测量获得终端在移动过程中的位移;
上述处理器和上述第一存储器耦合,通过指令运行存储在上述第一存储器软件程序,上述第一存储器中安装的上述软件程序接上述收处理器的指令,执行如下步骤:
对上述RF电路接收到的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
可选地,以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
可选地,当上述终端从某个LOS位置点移动到上述参考位置点时,上述第一存储器中安装的上述软件程序接上述收处理器的指令,执行上述以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点的步骤时,具体执行:
将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
可选地,当上述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,上述第一存储器中安装的上述软件程序接上述收处理器的指令,执行上述以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点的步骤时,具体执行:
将上述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到上述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
本发明实施例提供一种终端位置标定系统,该系统包括终端和至少一个锚点,上述终端和上述锚点通过无线定位信号和锚点进行交互,终端根据无线定位信号获得LOS锚点,其中:
终端用于,获得其在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点;终端在所述移动轨迹上检测到LOS锚点的位置点为所述终端的LOS位置点;该LOS锚点和终端10之间存在LOS径;
以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得上述至少三个LOS锚点中除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,任一个影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和对应于上述任一个影子锚点的LOS锚点到其对应的上述上述终端的LOS位置点的无线测距值相同;
根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
通过本发明实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1:本发明实施例给出一种锚点和智能终端之间的路径示意图;
图2:本发明实施例给出一种定位技术的整体网络架构示意图;
图3:本发明实施例给出一种锚点和智能终端之间的路径示意图;
图4:本发明实施例给出一种位置标定方法流程图;
图5:本发明实施例给出一种位置标定方法流程图;
图6:本发明实施例给出一种影子锚点转化示意图;
图7:本发明实施例给出一种位置标定装置结构图;
图8:本发明实施例给出一种位置标定装置结构图;
图9:本发明实施例给出一种位置标定装置结构图;
图10:本发明实施例给出一种位置标定装置结构图;
图11:本发明实施例给出一种智能终端的结构图;
图12:本发明实施例给出一种终端位置标定系统结构图;
图13:本发明实施例给出一种位置标定方法流程图;
图14:本发明实施例给出一种位置标定装置结构图。
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。
本发明适实施例用的定位技术的一种整体网络架构如图2所示,网络中存在以下关键设备:
锚点:布设在特定的定位服务区内,位置已知且能收发无线信号供定位测量使用的设备;进一步讲,在利用无线信号测量进行定位的技术中,被定位终端通过与位置已知的无线收发器间进行无线信号交互,进行无线信号飞行时间、到达角度、相位等的测量,计算出终端位置。这些位置已知的无线收发器称作锚点。
定位服务器:可接收并汇聚来自锚点或小邻域设备集的定位支持信息,并通过融合算法计算出被定位对象位置的设备。可选地,如果终端的计算能力强,该定位服务器的功能可以由终端本身来代替执行。
被定位终端:需要对其位置进行标定的终端设备,配备惯导传感器组(加速度计、陀螺仪、地磁计),可通过惯导测量获得移动过程中当前位置点相对于此前经过位置点的位移;配备无线收发器,能够与锚点间通过无线报文交互进行测距。
现有的室内位置标定技术,终端获得位置标定的频度/机会严重依赖环境和终端移动轨迹。本发明实施例利用终端上的惯导传感器在小尺度移动范围内相对较高的位移测量精度,通过引入适当的处理技术和“影子锚点”概念,可将终端在一小段移动轨迹上获得的多个优质无线测距值,转化为终端在一个位置点上与多个LOS锚点间的优质测距值,当LOS锚点数量不小于3时,即可解算出终端在2-D平面上的位置。
其中,要想获得优质无线测距值,终端和锚点间需存在LOS径,即直射径无遮挡,本发明实施例将这种锚点称作LOS锚点。
如图3所示,与在一个位置点同时获得多个可用LOS锚点相比,在一段轨迹上获得多个可用LOS锚点的概率会大幅度增加,因为随着终端的移动,可能在运动轨迹的新的位置点上获得新的LOS锚点。
如图3所示,由于墙的遮挡,终端在A位置点的LOS锚点只有1号锚点,在B位置点的LOS锚点只有2号和3号锚点。如果根据前述现有技术的要求,终端在A点和B点都无法满足位置标定的条件,因为终端在这两个位置点上的LOS锚点的数量都少于3个,无法进行位置解算。而采用本发明实施例提出的方法,终端在从A移动到B的路径上,共可获得1号、2号、3号三个LOS锚点,可将终端在这移动轨迹上A点获得的1号LOS锚点优质无线测距值,转化为终端在位置点B点上与1号LOS锚点的影子LOS锚点间的优质测距值,从而在B点可获得三个优质无线测距值,在B点可以解算终端位置,进行位置标定。下面本发明实施例将对这个方案进行详细的描述。
如图4所示,本发明实施例提供一种位置标定方法,用于对终端的位置进行标定,该方法包括:
S101,获得终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;上述终端在上述移动轨迹上检测到(或者或得到)LOS锚点的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点和上述终端之间存在LOS径;即,上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
S102,以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点上终端的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点上终端的无线测距值相同;
可选地,可以以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;可选地,上述位移信息可以包括:位移长度和位移方向角。
可选地,当终端从某个LOS位置点移动到参考位置点时,将上述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点;或者,
可选地,当终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,将上述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
S103,根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
如图5所示,本发明实施例提供一种位置标定方法,用于对终端的位置进行标定,该方法包括:
S110,终端在移动过程中,对周边锚点发送的无线定位信号进行检测,并判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号;如果检测到的信号被判断为LOS信号,则获取其和该锚点的无线测距值,该测距值即为优质无线测距值(优质无线测距值,即为终端和LOS锚点之间的无线测距值);该锚点称之为LOS锚点。在移动轨迹上,获取到该LOS信号的终端的位置点,即为该终端的LOS位置点;
其中,锚点在其发送的无线测量报文中包含自身的位置坐标信息。
可选地,终端可以将<锚点坐标,测距值>一起形成一条优质测距记录,保存到终端本地。
其中,终端与锚点间通过无线定位信号交互获取测距值,可采用已有方法,比如基于802.11FTM机制测量信号飞行时间从而获得终端和锚点间距离。
S120,当终端在一个LOS位置点获取到一条优质无线测距记录时,该终端获取其相对于该LOS位置点的实时位移;可选地,可以通过通过惯导测量获取该终端相对于该位置点的实时位移;
其中,在新的位置点(即,新的LOS位置点)获取到新的优质测距值后,在形成新的优质测距记录时,需同时将该新的位置点与前一个获取到优质测距记录的LOS位置点间的位移信息保存到优质测距记录中。即这种情况下的优质测距记录中包含<锚点坐标,测距值,当前新的LOS位置点与前一LOS位置点间的相对位移>。
在一个实施例中,当前新的LOS位置点与前一LOS位置点间的相对位移包括位移长度和位移方向角。
S130,终端在一个LOS位置点获取到一条优质测距记录后,在获取到下一条优质测距记录前,如果累计移动距离或者移动步数超出预设阈值(比如累计移动距离超过10米,或者移动步数超出15步),则清空此前保存的所有优质测距记录,并返回到步骤S110重新累积优质测距记录;否则,将新获取的优质测距记录继续保存到终端本地。
S140,当移动终端累积的优质测距记录数量大于或者等于3条以后,以任一个该终端的LOS位置点为参考位置点,获得至少三个LOS锚点中除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;该参考LOS锚点为该参考位置点对应的LOS锚点;其中,任一个影子LOS锚点到该参考位置点的无线测距值和对应于该任一个影子锚点的LOS锚点到其对应的该所述终端的LOS位置点的无线测距值相同;
S150,根据累计的优质测距记录,通过已有定位算法计算出获取到上述各条优质测距记录时的LOS位置点位置点的坐标。
可选地,该定位算法可以为多边测距定位算法;
可选的,具体的计算过程,可在移动终端本地进行,也可在定位服务器上进行。如果在定位服务器进行,则终端需将本地累积的优质测距记录传输到定位服务器,由后者负责形成影子锚点和位置解算得到各LOS位置点的坐标,并将解算结果返回给终端。
可选地,对于已有定位算法,终端在一个位置点可获得的LOS锚点越多(或者说来自不同LOS锚点的测距值越多),定位精度通常也越高。在上述步骤描述中,移动终端在获取到至少一个优质测距记录后,只要在其移动距离或移动步数没有超出预设阈值前能够获得下一条优质测距记录,则优质测距记录会持续累积,在进行位置解算时,在终端或定位服务器能力允许的前提下,可根据需要利用最新累积的N(N为一个可配置参数,不小于3)条优质测距记录。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
下面结合图6,详细说明如何将LOS锚点转化为LOS影子锚点。
图6中存在两个物理锚点:1号锚点和2号锚点,两者的3-D坐标已知,分别为(X1,Y1,Z1)和(X2,Y2,Z2)。假设终端在从A点到B点再到C点的移动过程中,累计移动距离或者移动步数没有超出预设阈值(比如累计移动距离不超过10米,或者移动步数不超出15步)。
S210,终端在从A位置点移动到B位置点,再移动到C位置点移动过程中,对1号锚点和2号锚点发送的无线定位信号进行检测,并判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号;如果检测到的信号被判断为LOS信号,则获取其和该锚点的测距值,该测距值即为优质无线测距值;获取到该LOS信号的终端的位置点,即为该终端的LOS位置点;
其中,上述两个锚点在其发送的无线定位信号中包含自身的位置坐标信息。
终端在图6中从A位置点移动到B位置点,再移动到C位置点,A、B、C三点在同一水平面上。假定通过步骤S220的检测,终端在A位置点只有1号锚点一个LOS锚点,两者间的无线测距值是d1;终端在B位置点只有2号锚点一个LOS锚点,两者间的无线测距值是d2;终端在C位置点也只有2号锚点一个LOS锚点,两者间的无线测距值是d3。
可选地,终端可以将<锚点坐标,测距值>一起形成一条优质测距记录,保存到终端本地。
例如,分别针对ABC三个位置点,终端将<(X1,Y1,Z1),d1>,<(X2,Y2,Z2),d2>和<(X2,Y2,Z2),d3>形成三条优质测距记录,保存到终端本地。
S230,当终端在上述A、B、C三个位置点中的任一个获取到一条优质无线测距记录时,该终端获取其相对于该LOS位置点的实时位移;
可选地,可以通过通过惯导测量获取该终端相对于该位置点的实时位移;
举例来说,终端从A位置点到B位置点的位移信息,包括位移长度dm和位移方向角θ,都可基于终端上的惯导传感器和已有的惯导测量技术获得。
S240,当终端从A点移动到B点时,将1号物理锚点保持Z轴坐标不变,在与ABC平面(地平面)平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到1号物理锚点的影子锚点1’。
影子锚点1’与位置点B间的距离是d1(与1号物理锚点与A点的距离相同),影子锚点1’的坐标可通过下式获得:
S250,当终端从B点移动到C点后,可通过惯导测量技术获得这段位移信息,包括位移长度和位移方向角,与上述S240过程同理,可将2号物理锚点保持Z轴坐标不变,在与ABC平面平行的平面上沿与位移反向的方向平移长度,得到2号物理锚点的影子锚点2’,则影子锚点2’与B点间的距离是d3(与2号物理锚点与C点的距离相同),而影子锚点2’的坐标(X2’,Y2’,Z2’)也可根据2号物理锚点的坐标及位移计算出来。
通过上述操作,在位置点B,终端可获得3个优质的无线侧距值:与2号物理锚点间的测距值d2,与影子锚点1’间的测距值d1,以及与影子锚点2’间的测距值d3。所以,B位置点的坐标可通过已有的多边测距定位技术计算出来。获得B点坐标后,根据位移信息,可以计算出当前位置点C的坐标。如果需要,也可根据位移的信息计算出A点坐标。
在上述获得影子锚点的方法描述中,是将终端在A点对应的LOS锚点(即1号物理锚点)和终端在C点对应的LOS锚点(即2号物理锚点)分别根据位移和的信息进行移动,获得终端在B点的两个影子LOS锚点,再加上终端在B点对应的物理LOS锚点(即2号物理锚点),从而完成对B位置点的定位,可将该过程称作面向位置点B的影子锚点生成过程。
可选地,其实也可将终端在A点对应的LOS锚点(即1号物理锚点)和终端在B点对应的LOS锚点(即2号物理锚点)分别根据位移和的信息进行移动,获得终端在C点的两个影子LOS锚点,再加上终端在C点对应的2号物理LOS锚点,来确定C点位置,即面向位置点C的影子锚点生成过程;
可选地,当然也可以通过面向位置点A的影子锚点生成过程来确定A点位置。因为C点是终端的当前位置点,如果通过面向A点或B点的影子锚点生成过程获取到了A点或B点的位置,可进一步根据位移或的信息计算出C点位置。将上述A、B、C点这样的终端能够获得至少一个物理LOS锚点的位置点称作终端的LOS位置点。
在上述获得影子锚点的方法描述中,终端通过移动,在A、B、C三个位置点获取到3条优质测距值,其中在A点的优质测距值来自1号物理锚点,在B、C点的优质测距值都来自2号物理锚点。事实上,本发明只需要在一段移动轨迹上获取到3条以上的优质测距值,即可通过影子锚点的生成,实现对终端当前位置的计算。无论上述3条以上的优质测距值是来自1个物理锚点、2个物理锚点,还是3个或更多的物理锚点,都可以通过面向该段移动轨迹上某个LOS位置点的影子锚点生成,计算出该位置点坐标,并进一步根据该LOS位置点与当前位置点间的位移信息,计算出当前位置点的坐标。
举例来说,进一步以图3为例,根据上述影子锚点的生成过程,是将终端在A点对应的LOS锚点(即1号物理锚点)根据位移获得终端在B点的相对于1号物理锚点影子LOS锚点,再加上终端在B点对应的物理LOS锚点(即2号物理锚点和3号物理锚点),从而完成对B位置点的定位,可将该过程称作面向位置点B的影子锚点生成过程。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
如图7所示,本发明实施例提供一种位置标定装置,用于对终端的位置进行标定,该装置包括:
锚点获得模块610,用于获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
影子锚点转化模块620,用于以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述参考LOS锚点为所述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值和所述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
坐标计算模块630,根据所述参考LOS锚点的和影子锚点转化模块102获得的影子LOS锚点的坐标以及各影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
可选地,上述影子锚点转化模块具体用于:以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
可选地,如图8所示,位置标定装置还可以包括:
位移获得模块614,用于当终端在一个LOS位置点获取到一条优质无线测距记录时,获得所述其相对于该LOS位置点的实时位移;
可选地,位移获得模块614可以为惯导传感器组,可以通过通过惯导测量获取该终端相对于该位置点的实时位移;
可选地,如图8所示,锚点获得模块610可以包括:
检测单元611,用于在终端在移动过程中,对周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
其中,锚点在其发送的无线测量报文中包含自身的位置坐标信息
判断单元612,用于判断检测单元611检测到的无线定位信号是否为LOS信号;如果检测到的信号被判断为LOS信号,则判定发送所述无线定位信号的锚点为LOS锚点;
测距值获取单元613,用于获取终端和判断单元612判定的锚点间的测距值,该测距值即为优质无线测距值;
可选地,如图9所示,锚点获得模块610还可以包括:
累积单元614,用于在一个LOS位置点获取到一条优质测距记录后,在获取到下一条优质测距记录前,判断累计移动距离或者移动步数是否超出预设阈值(比如累计移动距离不超过10米,或者移动步数不超出15步),如果累计移动距离或者移动步数是否超出预设阈值,则清空此前获得的所有优质测距记录,并返触发检测单元重新累积优质测距记录;如果累计移动距离或者移动步数没有超出预设阈值,保存新获取的优质测距记录。
可选地,如图10所示,锚点获得模块610还可以包括:
重复触发单元615,用于触发判断单元612重复判断过程,直到判断出LOS锚点的数量为3个或者3个以上。
在一个实施例中,影子锚点转化模块620具体用于:
当终端从某个LOS位置点移动到参考位置点时,将所述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点;或者,
当终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,将所述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
其中,任一个影子LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值和对应于所述任一个影子锚点的LOS锚点到其对应的所述所述终端的LOS位置点的无线测距值相同;
可选的,该位置标定装置可以为终端本身。可选的,坐标计算模块630,可在移动终端本地,也可在定位服务器上。如果在定位服务器上,则终端需将本地累积的优质测距记录传输到定位服务器,由后者负责形成影子锚点和位置解算,并将解算结果返回给终端。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
图11为本发明实施例中一种智能终端的结构示意图;其中该智能终端包括RF电路1201、Wi-Fi模块1202、显示单元1203、输入单元1204、第一存储器1205、第二存储器1206、处理器1207、电源1208、惯导传感器模块1209、GPS模块1210等硬件模块,该终端1200可以为手机、平板电脑、PDA(Personal Digital Assistant,个人数字助理)、或车载电脑等。
其中,RF电路1201用来收发通信信号,能够与锚点间通过无线报文交互进行测距。
Wi-Fi模块1202用来连接网络和扫描网络信号。RF电路1201和/或者Wi-Fi模块1202可以和无线基站联系获取该智能终端的当前位置坐标。
显示单元1203用来显示用户交互界面,该显示单元1203可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及该智能终端的各种菜单界面。该显示单元1203可包括显示面板,可选的,可以采用LCD(Liquid Crystal Display,液晶显示器)或OLED(Organic Light-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板。在具体实现中,上述触控面板覆盖该显示面板,形成触摸显示屏,处理器1207根据触摸事件的类型在触摸显示屏上提供相应的视觉输出。
输入单元1204可用于接收输入的数字或字符信息,接收用户切换应用程序界面操作,并产生切换信号,以及产生与终端的用户设置以及功能控制有关的信号输入。具体地,本发明实施例中,该输入单元1204可以包括触控面板,也称为触摸屏,可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板上操作),可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板。除了触控面板,输入单元1204还可以包括其他输入设备,包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。
其中,第一存储器1205存储该终端预设数量的APP以及界面信息;可以理解的,第二存储器1206可以为该终端1200的外存,第一存储器1205可以为该智能终端的内存。第一存储器1205可以为NVRAM非易失存储器、DRAM动态随机存储器、SRAM静态随机存储器、Flash闪存等其中之一;该智能终端上运行的操作系统通常安装在第一存储器1205上。第二存储器1206可以为硬盘、光盘、USB盘、软盘或磁带机、云服务器等。可选地,现在有一些第三方的APP也可以安装在第二存储器1206上。
处理器1207是智能终端的控制中心,利用各种接口和线路连接整个终端的各个部分,通过运行或执行存储在该第一存储器1205内的软件程序和/或模块,以及调用存储在该第二存储器1206内的数据,执行该智能终端的各种功能和处理数据。可选的,该处理器1207可包括一个或多个处理单元。
电源1208可以为整个终端供电,包括各种型号的锂电池。
GPS模块1209用于获取该智能终端的位置坐标。
惯导传感模块1210(可以包括加速度计、陀螺仪或地磁计等),可通过惯导测量获得移动过程中当前位置点相对于此前经过位置点的位移;
当第一存储器1205中安装的某个程序接收处理器的指令,执行步骤如下:
1,获得终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点;上述终端在上述移动轨迹上检测到LOS锚点的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点和上述终端之间存在LOS径,即,上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
也就是说,对上述RF电路接收到的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;
具体的获得LOS锚点的过程,在上述实施例中已经详细描述,在此不再赘述。
2,以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
可选地,上述步骤2具体可以为:以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,根据上述终端的其他位置点相对于上述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
可选地,上述步骤2具体可以为,当终端从某个LOS位置点移动到参考位置点时,将所述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点;或者,
可选地,上述步骤2具体可以为,当终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,将所述某个LOS位置点对应的物理锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到该某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
3,根据所述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
如图12所示,本发明实施例提供一种终端位置标定系统,该系统包括终端10和锚点20,终端10和锚点20通过无线定位信号和锚点20进行交互,终端10,根据无线定位信号获得LOS锚点,其中:
终端10用于,获得终端10在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点;终端10在所述移动轨迹上检测到LOS锚点的位置点为所述终端的LOS位置点;该LOS锚点和终端10之间存在LOS径;
以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得上述至少三个LOS锚点中除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,任一个影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和对应于上述任一个影子锚点的LOS锚点到其对应的上述上述终端的LOS位置点的无线测距值相同;
根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
在本实施例中,终端10具有前述实施例中位置标定装置的功能。
终端具体的获得LOS锚点和获得影子LOS锚点的方案,在上述实施例中已经详细介绍,在此不再赘述。
可选地,当终端的计算能力不强的时候,终端的计算参考位置点的功能,可以放在在定位服务器中进行,可选地,如图11中的虚线椭圆中所示,该系统还可以包括定位服务器30,该定位服务器30用于执行终端的计算参考位置点的功能。这种情况下,则终端10需将所获得的参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值传输到定位服务器30,由定位服务器30负责形成影子锚点和位置解算,并将解算结果返回给终端10。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
可选地,如图13所示,本发明实施例提供一种位置标定方法,该方法包括:
S710,对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
S712,根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个视线LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
S713,以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点上终端的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点上终端的无线测距值相同;
S714,根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点上终端的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
可选地,如图14所示,本发明实施例提供一种位置标定装置,该装置包括:
检测模块810,用于对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
锚点获得模块820,根据检测结果,获得上述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;上述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为上述终端的LOS位置点;上述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
影子锚点转化模块830,用于以某一个上述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于上述参考位置点的影子LOS锚点;上述参考LOS锚点为上述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值和上述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
坐标计算模块840,用于根据上述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到上述参考位置点的无线测距值,计算上述参考位置点的坐标。
通过本实施例,借助终端的移动,可以将一个物理锚点转化为多个“影子锚点”,可以将终端在一条移动轨迹不同位置点上与1个或多个锚点间的多条优质测距值,转化为一个位置点上相对于不同锚点的优质测距值。这样这些影子锚点可与物理锚点一起共同参与定位,相对于要求在一个位置点同时获取多条优质测距值,本实施例能大幅提高可标定点出现的频度,极大地减少了定位中对于环境和终端移动轨迹的依赖,提高了实际应用中的灵活度。
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,该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,该的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory,ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory,RAM)等。
以上该仅为本发明的几个实施例,本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。
Claims (20)
1.一种位置标定方法,其特征在于,包括:
对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
根据检测结果,获得所述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个视线LOS锚点的无线测距值;所述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为所述终端的LOS位置点;所述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述参考LOS锚点为所述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到所述参考位置点上终端的无线测距值和所述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点上终端的无线测距值相同;
根据所述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点上终端的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
2.如权利要求1所述的位置标定方法,其特征在于,所述对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测,具体为:
在所述终端在移动过程中,对所述终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测。
3.如权利要求1或2所述的位置标定方法,其特征在于,根据检测结果,获得所述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值,包括:
判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号,如果检测到的信号被判断为LOS信号,则判断发送所述无线定位信号的锚点为LOS锚点并获得所述终端和所述LOS锚点之间的无线测距值;
重复上述判断过程,直到判断出LOS锚点的数量为至少3个。
4.如权利要求1至3任一项所述的位置标定方法,其特征在于,所述以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点,具体包括:
以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,根据所述终端的其他位置点相对于所述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
5.如权利要求1至4任一项所述的位置标定方法,其特征在于,当所述终端从某个LOS位置点移动到所述参考位置点时,所述以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点,具体包括:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
6.如权利要求1至4任一项所述的位置标定方法,其特征在于,当所述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,所述以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点,具体包括:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
7.如权利要求6或7所述的位置标定方法,其特征在于,某个影子LOS锚点的坐标是根据其对应的LOS锚点的坐标、所述某个影子节点的相对于其对应的LOS锚点平移方向和长度计算得到的。
8.如权利要求1至7任一项所述的位置标定方法,其特征在于,所述方法还包括:根据所述所述参考位置点的坐标、其它位置点相对于所述参考位置点的位移信息,计算所述其它位置点的坐标;其中,所述位移信息包括:所述其它位置点相对于所述参考位置点的位移长度和位移方向角。
9.一种位置标定装置,其特征在于,包括:
检测模块,用于对待进行位置标定的终端的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
锚点获得模块,根据检测结果,获得所述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;所述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为所述终端的LOS位置点;所述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
影子锚点转化模块,用于以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述参考LOS锚点为所述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值和所述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
坐标计算模块,用于根据所述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
10.如权利要求9所述的位置标定装置,其特征在于,所述锚点获得模块包括:
判断单元,用于判断检测到的无线定位信号是否为LOS信号,如果检测到的信号被判断为LOS信号,则判断发送所述无线定位信号的锚点为LOS锚点;
重复触发单元,用于触发所述判断单元重复判断过程,直到判断出LOS锚点的数量为至少3个。
11.如权利要求10所述的位置标定装置,其特征在于,所述锚点获得模块还包括:
测距值获得单元,用于获得所述判断单元判断的LOS锚点到相应LOS位置点的无线测距值。
12.如权利要求9所述的位置标定装置,其特征在于,所述影子锚点转化模块具体用于:以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,根据所述终端的其他位置点相对于所述述参考位置点的位移信息,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述位移信息包括:位移长度和位移方向角。
13.如权利要求9所述的位置标定装置,其特征在于,当所述终端从某个LOS位置点移动到所述参考位置点时,所述影子锚点转化模块具体用于:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
14.如权利要求9所述的位置标定装置,其特征在于,当所述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,所述影子锚点转化模块具体用于:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
15.一种终端,其特征在于,所述终端包括:包括射频RF电路、无线保真Wi-Fi模块显示单元、输入单元、第一存储器、第二存储器、处理器、电源、惯导传感器模块和全球定位系统GPS模块,其中:
所述RF电路,用于收发通信信号,与锚点间通过无线报文进行交互;
所述Wi-Fi模块,用来连接网络和扫描网络信号;
所述显示单元,用来显示用户交互界面;
所述输入单元,用于接收输入的数字或字符信息;
所述第一存储器,用于存储该终端预设数量的程序以及界面信息;
所述第二存储器,用于存储数据文件;
所述电源,用于为所述终端进行供电;
所述GPS模块,用于获取所述智能终端的位置坐标;
所述惯导传感模,用于通过惯导测量获得终端在移动过程中的位移;
所述处理器和所述第一存储器耦合,通过指令运行存储在所述第一存储器软件程序,所述第一存储器中安装的所述软件程序接所述收处理器的指令,执行如下步骤:
对所述RF电路接收到的周边锚点发送的无线定位信号进行检测;
根据检测结果,获得所述终端在一条移动轨迹上移动时对应的至少三个LOS锚点的无线测距值;所述移动轨迹上获得到LOS锚点的无线测距值的位置点为所述终端的LOS位置点;所述LOS锚点为与某个LOS位置点上的终端存在有LOS径的锚点;
以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点;所述参考LOS锚点为所述参考位置点对应的LOS锚点;其中,对于任一个LOS锚点,其对应的影子LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值和所述任一个LOS锚点到其对应的LOS位置点的无线测距值相同;
根据所述参考LOS锚点的和各个影子LOS锚点的坐标以及各个影子LOS锚点和参考LOS锚点到所述参考位置点的无线测距值,计算所述参考位置点的坐标。
16.如权利要求15所述的终端,其特征在于,当所述终端从某个LOS位置点移动到所述参考位置点时,所述第一存储器中安装的所述软件程序接所述收处理器的指令,执行所述以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点的步骤时,具体执行:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做同方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
17.如权利要求15所述的终端,其特征在于,当所述终端从参考位置点移动到某个LOS位置点时,所述第一存储器中安装的所述软件程序接所述收处理器的指令,执行所述以某一个所述终端的LOS位置点为参考位置点,获得除参考LOS锚点之外的其它LOS锚点相对于所述参考位置点的影子LOS锚点的步骤时,具体执行:
将所述某个LOS位置点对应的LOS锚点保持Z轴坐标不变,在与终端的移动轨迹所在平面平行的平面上与终端做反方向,同长度的位移,得到所述某个LOS位置点对应的影子LOS锚点。
18.一种终端位置标定系统,其特征在于,所述系统包括待定位终端、至少一个锚点和如权利要求9至14任一项所述的位置标定装置,所述位置标定装置用于对所述待定位终端的位置进行标定,所述位置标定装置和所述至少一个锚点通过无线定位信号进行交互。
19.如权利要求16所述的位置标定系统,其特征在于,所述位置标定装置安装在所述待定位终端上。
20.一种终端位置标定系统,其特征在于,所述系统包括至少一个锚点和如权利要求15至17任一项所述的终端,所述终端和所述至少一个锚点通过无线定位信号进行交互。
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