CN108495265A - 一种室内定位方法、装置及计算设备 - Google Patents

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CN108495265A CN201810352466.6A CN201810352466A CN108495265A CN 108495265 A CN108495265 A CN 108495265A CN 201810352466 A CN201810352466 A CN 201810352466A CN 108495265 A CN108495265 A CN 108495265A
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Abstract

本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置及计算设备，应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；所述方法包括：接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。本发明实施例的技术方案可以提高对待测终端进行定位的定位精度。

Description

一种室内定位方法、装置及计算设备
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域，特别是涉及一种室内定位方法、装置及计算设备。
背景技术
目前，室内定位广泛采用的技术是无线传感器网络技术，这项技术广泛应用于会议中心、机场、体育场馆等的定位服务中。接收信号的强度指示值(Received SignalStrength Indication，RSSI)是通过待测终端接收到的信号强弱来测定基站与待测终端的距离，进而根据相应的距离数据进行定位计算的一种定位技术，是无线传感器网络技术中常用的一种定位方法。
现有技术中，使用RSSI对待测终端进行定位时，常用的方法是：待测终端接收N个基站发射的信号，并将接收到的N个信号发送给计算机或其他形式的计算设备，计算设备根据N个RSSI，计算出每一个基站距离待测终端的距离，再根据每一个基站距离待测终端的距离计算出待测终端的位置坐标。
可见，现有技术使用RSSI对待测终端进行定位时，在根据d1、d2、…dN确定待测终端的位置坐标时，是根据待测终端接收到的N个基站的RSSI来计算的。但在实际应用中，待测终端接收到的N个基站的RSSI可能会存在较大的误差，如信号传输时发生错误导致RSSI非常小或非常大，又如计算设备在接收待测终端的RSSI时，由于数据传输错误导致接收到的RSSI与实际值不符等。因此，现有技术根据待测终端接收到的N个基站的RSSI对待测终端进行定位时，定位精度较低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种室内定位方法、装置及计算设备，以提高对待测终端进行定位的定位精度。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种室内定位方法，应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；所述方法包括：
接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
可选的，所述预设范围为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中， RSSIi为所述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K为大于0的实数。
可选的，所述根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值，包括：
分别将选取的所述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将所述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
所述信号传播模型为：其中，di为所述待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为所述待测终端接收到第i个基站的信号的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；PL(d0)为所述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数。
可选的，所述路径损耗指数η的计算方法包括：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将所述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为所述路径损耗指数η；
所述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
可选的，所述根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标，包括：
将所述n个距离值以及所述n个RSSI，作为坐标计算公式的输入，将所述坐标计算公式的输出，作为所述待测终端的位置坐标；
所述坐标计算公式为：X＝(ATA)-1AT(b+C*Q)；
其中， x为所述待测终端所在位置的横坐标，y为所述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与所述待测终端间的距离；RSSI1、…、RSSIn-1、RSSIn为所述待测终端接收到第1、…、n-1、n个基站的信号的强度指示值；AT为矩阵A的转置矩阵；(·)-1为矩阵(·)的逆矩阵。
第二方面，本发明实施例提供了一种室内定位装置，应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；所述装置包括：
信号接收单元，用于接收所述待测终端发送的N个接收信号强度指示只RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
信号选取单元，用于在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
距离确定单元，用于根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
位置确定单元，用于根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
可选的，所述预设范围为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中， RSSIi为所述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K为大于0的实数。
可选的，所述距离确定单元，具体用于：
分别将选取的所述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将所述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
所述信号传播模型为：其中，di为所述待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为所述待测终端接收到第i个基站的信号的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；PL(d0)为所述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数。
可选的，所述距离确定单元，具体用于：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将所述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为所述路径损耗指数η；
所述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
可选的，所述位置确定单元，具体用于，将所述n个距离值以及所述n个RSSI，作为坐标计算公式的输入，将所述坐标计算公式的输出，作为所述待测终端的位置坐标；
所述坐标计算公式为：X＝(ATA)-1AT(b+C*Q)；
其中，X＝(x,y)T， x为所述待测终端所在位置的横坐标，y为所述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与所述待测终端间的距离；RSSI1、…、RSSIn-1、RSSIn为所述待测终端接收到第1、…、n-1、n个基站的信号的强度指示值；AT为矩阵A的转置矩阵；(·)-1为矩阵(·)的逆矩阵。
第三方面，本发明实施例提供了一种室内定位系统的计算设备，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现第一方面所述的任一项方法步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行第一方面所述的任一项方法步骤。
本发明实施例提供的室内定位方法、装置及计算设备，应用于室内定位系统的计算设备，所述方法包括：接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
本发明实施例中，在确定待测终端的位置坐标时，不仅依据n个距离值，还依据n个RSSI，使得到的位置坐标更准确，且所依据的n个距离值，是从N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI后得到的，从N个RSSI中剔除掉不在预设范围内的误差较大的RSSI，用剩余的n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，从而进一步提高对待测终端进行定位的定位精度。当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的室内定位方法的一种流程示意图；
图2为本发明实施例提供的室内定位装置的一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的计算设备的一种结构示意图。
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。
为了提高对待测终端进行定位的定位精度，本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置及计算设备，在确定待测终端的位置坐标时，不仅依据n个距离值，还依据了n个RSSI，使得到的位置坐标更准确，且是依据n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以进一步减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，提高对待测终端进行定位的定位精度。下面首先对本发明实施例所提供的室内定位方法进行介绍。
需要说明的是，本发明实施例所提供的室内定位方法可以应用于会议中心、机场、体育场馆、地下停车场等室内场景的人员或物品的位置定位。
本发明实施例所提供的室内定位方法，可以应用于室内定位系统的计算设备，上述室内定位系统还可以包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；如图1所示，上述方法可以包括以下步骤：
S110：接收待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，上述N个RSSI是由上述N个基站向上述待测终端发送的信号的强度指示值。
上述室内定位系统的待测终端可以分别与计算设备以及N个基站无线连接。在本发明实施例中，待测终端所处的环境中可以存在多个基站，并且可以在上述多个基站中选取N个距离待测终端较近的基站，进行待测终端的定位计算。例如，在上述多个基站中选取25个距离待测终端较近的基站，本领域技术人员可以根据实际需要确定N的值，本申请不作具体限定。
待测终端接收到的信号的强度通常情况下为负数值，由于负数值不容易被理解，也不易进行运算处理。因此，在本发明实施例中，可以对接收到的信号的强度进行变换，转换为容易被理解和处理的正值RSSI。
在本发明实施例中，各个基站的位置坐标已知，根据各个基站的位置，以及待测终端与每个基站间的距离，就可以确定出待测终端的位置。而待测终端与每个基站间的距离可以通过待测终端接收到的每个基站的信号的强度指示值得出。因此，在本发明实施例中，为得到待测终端与每个基站间的距离，计算设备可以接收待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，上述N个RSSI是由上述N个基站向上述待测终端发送的信号的强度指示值。
S120：在上述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数。
步骤S110得到N个RSSI后，由于待测终端接收到的N个基站的RSSI可能会存在误差，如信号传输时发生错误导致RSSI非常小或非常大，又如计算设备在接收待测终端的RSSI时，数据传输错误导致接收到的RSSI与实际值不符等。因此，在本发明实施例中，可以在上述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数。
例如，可以选取与N个RSSI的平均值相差预设数值范围内的n个RSSI。具体例如：N个RSSI的平均值为5，那么可以在N个RSSI中，选取在(2，8)范围内的n个RSSI。
S130：根据选取的n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与上述待测终端间的n个距离值。
在本发明实施例中，可以根据选取的n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与上述待测终端间的n个距离值，以根据待测终端与各基站间的距离值，确定待测终端的位置。
例如，可以将n个RSSI分别作为自由空间传播模型的输入，将自由空间传播模型的n个输出作为n个RSSI所对应的n个基站分别与上述待测终端间的n个距离值。其中，自由空间传播模型是无线电波传播的常用模型，其可以表示无线电波的损耗和传播距离间的关系。
S140：根据上述n个距离值以及上述n个RSSI，确定待测终端的位置坐标。
在本发明实施例中，可以将上述n个距离值中的每个距离值除以该距离值对应的RSSI，将得到的n个商作为加权后的上述n个距离值，再利用极大似然估计法，根据加权后的上述n个距离值，以及上述n个RSSI所对应的n个基站的位置坐标，确定待测终端的位置坐标。
本发明实施例提供的室内定位方法，在确定待测终端的位置坐标时，根据的是用n个RSSI对n个距离值加权后的距离值，使得到的位置坐标更准确，且所依据的n个距离值，是从N个RSSI中剔除掉不在预设范围内的误差较大的RSSI，用剩余的n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，从而进一步提高对待测终端进行定位的定位精度。
可以理解的是，在自然或科学结果现象中，大量的随机变量服从或近似服从正态分布的概率很高，例如测量误差、测量结果等均近似服从正态分布。本发明实施例中计算设备接收到的待测终端发送的N个RSSI，也近似服从正态分布。因此，本发明实施例可以基于正态分布来确定如何从上述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI。
在本发明实施例的一种实施方式中，步骤S120中的预设范围，可以用用正态分布法确定，例如，确定的预设范围可以为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中，RSSIi为上述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K大于0的实数。
上述范围(μ-Kσ,μ+Kσ)也可以称为RSSI的置信区间，其中，上述K为RSSI的置信区间比例参数。在实际应用中，本领域技术人员可以根据实际需要设定K的值，当对误差要求较高时，即允许的误差较小时，K可以取较小值，当对误差要求较低时，即允许的误差较大时，K可以取较大值。
用正态分布法确定的RSSI的预设范围，更符合数据的分布状态，从而可以更准确地剔除掉那些误差较大的RSSI，使从该预设范围内选取的n个RSSI更合理。
在实际应用中，通常可以用自由空间传播模型来表征无线电波的信号强度和传播距离间的关系。自由空间传播模型具体如公式(1)所示。
公式(1)中，d为终端与基站之间的距离；PL(d)为终端与基站间的距离为d时终端接收得到的RSSI；d0为已知的参考距离，通常情况下d0取1，单位为米(m)；PL(d0)为终端与基站间的距离为d0时终端接收得到的RSSI，PL(d0)的值可通过实际测量得出；η为路径损耗指数，可通过实测之后反推得到。
在本发明实施例的一种实施方式中，可以使用自由空间传播模型，来计算步骤S130中的n个基站分别与待测终端间的n个距离值，具体实现步骤为：
分别将选取的上述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将上述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与上述待测终端间的n个距离值。
上述信号传播模型为：
公式(2)中，di为待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为待测终端接收到第i个基站的信号的RSSI；PL(d0)为上述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数，在不同的局部环境中路径损耗不尽相同，η可以根据公式(1)用上述RSSI以及实测的基站之间的距离反推得到。
公式(2)的信号传播模型是根据公式(1)的自由空间传播模型得到的，公式(2)可以用来进行终端与基站间的距离计算。
本发明实施例根据常用的自由空间传播模型确定出的信号传播模型，其计算量较小，参数容易获得，从而可以较快地计算出待测终端与各基站间的距离。
可以理解的是，路径损耗指数η与信号传输的环境有关，可以用已知位置终端接收到的基站的RSSI反推路径损耗指数η，其中，已知位置终端与各基站间的位置已知。因此，在本发明实施例的一种实施方式中，上述公式(2)中的路径损耗指数η的计算方法可以包括以下步骤：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将上述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为路径损耗指数η；
上述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
根据已知位置终端对应的m个RSSI，以及已知位置终端分别与m个基站间的距离，得出的路径损耗指数η，综合了较多的RSSI数据，且m个RSSI及已知位置终端分别与m个基站间的距离均为实测值，因此，得到的路径损耗指数η与当前信号传输环境的实际情况更相符，从而使对待测终端的定位计算更准确。
在实际应用中，步骤S130确定出n个RSSI所对应的n个基站分别与上述待测终端间的n个距离值后，通常采用极大似然估计算法计算待测终端的位置坐标，具体地，可以将上述n个距离值，以及n个基站的位置坐标输入初始坐标计算公式(5)中，将公式(5)输出的x与y的值作为待测终端的坐标。初始坐标计算公式(5)可以按以根据极大似然公式(3)得出。
根据极大似然公式(3)可以为：
公式(3)中，x为上述待测终端所在位置的横坐标，y为上述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与上述待测终端间的距离。
公式(3)中，令X＝(x,y)T, 那么公式(3)可以用公式(4)表示：
AX＝d (4)
然后用最小二乘法求解公式(4)的方程，得到初始坐标计算公式(5)：
X＝(ATA)-1AT(d) (5)
可以发现，用初始坐标计算公式(5)计算待测终端的坐标时，仅根据的是n个基站的位置坐标以及待测终端分别与n个基站的n个距离。可以理解的是，用极大似然估计法确定待测终端的距离时，根据的是各基站间的距离关系，若某两个基站间距离较大，则对极大似然估计算法计算出的待测终端的位置坐标的误差影响较大。
因此，在本发明实施例的一种实施方式中，在用极大似然估计算法进行待测终端的位置坐标计算时，为减小距离较远的两个基站对待测终端位置计算精度的影响，步骤S140中确定待测终端的位置坐标，可以包括以下步骤：
将上述n个距离值以及上述n个RSSI，作为坐标计算公式(6)的输入，将坐标计算公式(6)的输出，作为待测终端的位置坐标。
上述坐标计算公式(6)可以为：
X＝(ATA)-1AT(b+C*Q) (6)
公式(6)中，X＝(x,y)T， x为上述待测终端所在位置的横坐标，y为上述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与上述待测终端间的距离；RSSI1、…、RSSIn-1、RSSIn为上述待测终端接收到第1、…、n-1、n个基站的信号的强度指示值；AT为矩阵A的转置矩阵；(·)-1为矩阵(·)的逆矩阵。
可以理解的是，待测终端接收到的这两个基站的RSSI的差值可以反应该两个基站间的距离关系，例如，若待测终端接收到的两个基站的RSSI的差值较大，说明这两个基站距离较远。上述公式(6)中，矩阵C代表的是两个基站间距离的关系。本发明实施例将矩阵C与调整矩阵Q相乘后，可以使矩阵C中的两个相距较远的基站对应的距离关系加权一较小的值，而该加权值可以用与这两个基站相对应的RSSI的差的倒数表示，使每两个基站对计算待测终端位置的影响程度与其实际距离相对应，从而可以减小用极大似然估计算法计算待测终端的位置坐标的误差，使得到的待测终端的定位更准确。
在本发明实施例的一种具体实施例中，上述室内定位方法可以包括以下步骤：
S210：选择四个基站，为上述四个基站分别输入发射不同扩频码的程序；
S220：建立直角坐标系，选定坐标原点，确定各基站的坐标，上述四个基站坐标分别为(0,0)、(10,0)、(10,10)、(0,10)；
S230：待测终端向计算设备发送与上述四个基站对应的四个RSSI；
S240；根据上述四个RSSI，确定待测终端与各基站的距离；
S250：将步骤S240确定出的待测终端与各基站的距离，输入公式(6)，将公式(6)输出的结果作为待测终端的位置坐标。
本发明实施例提供的室内定位装置，可以应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还可以包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；如图2所示，所述装置可以包括：
信号接收单元210，用于接收所述待测终端发送的N个接收信号强度指示只RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
信号选取单元220，用于在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
距离确定单元230，用于根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
位置确定单元240，用于根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
在本发明实施例的一种实施方式中，所述预设范围可以为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中，RSSIi为所述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K为大于0的实数。
在本发明实施例的一种实施方式中，所述距离确定单元230，具体可以用于：
分别将选取的所述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将所述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
所述信号传播模型为：其中，di为所述待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为所述待测终端接收到第i个基站的信号的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；PL(d0)为所述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数。
在本发明实施例的一种实施方式中，，所述距离确定单元230，具体可以用于：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将所述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为所述路径损耗指数η；
所述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
在本发明实施例的一种实施方式中，所述位置确定单元240，具体可以用于，将所述n个距离值以及所述n个RSSI，作为坐标计算公式的输入，将所述坐标计算公式的输出，作为所述待测终端的位置坐标；
所述坐标计算公式为：X＝(ATA)-1AT(b+C*Q)；
其中，X＝(x,y)T， x为所述待测终端所在位置的横坐标，y为所述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与所述待测终端间的距离；RSSI1、…、RSSIn-1、RSSIn为所述待测终端接收到第1、…、n-1、n个基站的信号的强度指示值；AT为矩阵A的转置矩阵；(·)-1为矩阵(·)的逆矩阵。
本发明实施例提供的室内定位装置，在确定待测终端的位置坐标时，根据的是用n个RSSI对n个距离值加权后的距离值，使得到的位置坐标更准确，且所依据的n个距离值，是从N个RSSI中剔除掉不在预设范围内的误差较大的RSSI，用剩余的n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，从而进一步提高对待测终端进行定位的定位精度。
本发明实施例提供的一种室内定位系统的计算设备，如图3所示，可以包括处理器301、通信接口302、存储器303和通信总线304，其中，处理器301，通信接口302，存储器303通过通信总线304完成相互间的通信，
存储器303，用于存放计算机程序；
处理器301，用于执行存储器303上所存放的程序时，实现如下步骤：
接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
本发明实施例提供的计算设备，在确定待测终端的位置坐标时，根据的是用n个RSSI对n个距离值加权后的距离值，使得到的位置坐标更准确，且所依据的n个距离值，是从N个RSSI中剔除掉不在预设范围内的误差较大的RSSI，用剩余的n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，从而进一步提高对待测终端进行定位的定位精度。
上述计算设备提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
通信接口用于上述计算设备与其他设备之间的通信。
存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。
上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
本发明实施例提供的方法可以应用于计算设备。具体的，该计算设备可以为：台式计算机、便携式计算机、智能移动终端、服务器等。在此不作限定，任何可以实现本发明的计算设备，均属于本发明的保护范围。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行以下步骤：
接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
本发明实施例提供的存储介质，在确定待测终端的位置坐标时，根据的是用n个RSSI对n个距离值加权后的距离值，使得到的位置坐标更准确，且所依据的n个距离值，是从N个RSSI中剔除掉不在预设范围内的误差较大的RSSI，用剩余的n个满足预设范围的RSSI来计算待测终端的位置坐标，可以减小RSSI误差对待测终端位置坐标的影响，从而进一步提高对待测终端进行定位的定位精度。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置/设备/介质实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种室内定位方法，其特征在于，应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；所述方法包括：
接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设范围为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中，RSSIi为所述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K为大于0的实数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值，包括：
分别将选取的所述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将所述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
所述信号传播模型为：其中，di为所述待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为所述待测终端接收到第i个基站的RSSI；PL(d0)为所述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述路径损耗指数η的计算方法包括：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将所述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为所述路径损耗指数η；
所述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标，包括：
将所述n个距离值以及所述n个RSSI，作为坐标计算公式的输入，将所述坐标计算公式的输出，作为所述待测终端的位置坐标；
所述坐标计算公式为：X＝(ATA)-1AT(b+C*Q)；
其中，X＝(x,y)T， x为所述待测终端所在位置的横坐标，y为所述待测终端所在位置的纵坐标，x1、…、xn-1、xn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的横坐标，y1、…、yn-1、yn为第1、…、n-1、n个基站所在位置的纵坐标，d1、…、dn-1、dn为第1、…、n-1、n个基站与所述待测终端间的距离；RSSI1、…、RSSIn-1、RSSIn为所述待测终端接收到第1、…、n-1、n个基站的信号的强度指示值；AT为矩阵A的转置矩阵；(·)-1为矩阵(·)的逆矩阵。
6.一种室内定位装置，其特征在于，应用于室内定位系统的计算设备，所述室内定位系统还包括待测终端以及N个基站，N为大于1的整数；所述装置包括：
信号接收单元，用于接收所述待测终端发送的N个接收信号的强度指示值RSSI，所述N个RSSI是由所述N个基站向所述待测终端发送的信号的强度指示值；
信号选取单元，用于在所述N个RSSI中，选取在预设范围内的n个RSSI，n为大于1且不大于N的整数；
距离确定单元，用于根据选取的所述n个RSSI，确定n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
位置确定单元，根据所述n个距离值以及所述n个RSSI，确定所述待测终端的位置坐标。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述预设范围为(μ-Kσ,μ+Kσ)；其中，RSSIi为所述待测终端接收到的第i个基站的信号的强度指示值，K为大于0的实数。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述距离确定单元，具体用于：
分别将选取的所述n个RSSI，作为信号传播模型的输入，将所述信号传播模型的n个输出结果，作为n个RSSI所对应的n个基站分别与所述待测终端间的n个距离值；
所述信号传播模型为：其中，di为所述待测终端与第i个基站之间的距离；PL(di)为所述待测终端接收到第i个基站的RSSI；PL(d0)为所述待测终端与基站之间的距离为d0时待测终端的RSSI；d0为已知的参考距离；η为路径损耗指数。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述距离确定单元，具体用于：
分别将已知位置终端对应的m个RSSI，作为路径损耗过渡指数公式的输入，将所述路径损耗过渡指数公式输出的m-1个路径损耗过渡指数的平均值，作为所述路径损耗指数η；
所述路径损耗过渡指数公式为：
其中，D1、D2、…、Dm为所述已知位置终端分别与第1、2、…、m个基站之间的距离；PL(D1)、PL(D2)、…、PL(Dm)为所述已知位置终端分别接收到第1、2、…、m个基站的信号的强度指示值；η1、η2、…、ηm-1为路径损耗过渡指数。
10.一种计算设备，其特征在于，包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；
存储器，用于存放计算机程序；
处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现权利要求1-5任一项所述的方法步骤。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111352069A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 珠海格力电器股份有限公司 一种室内定位方法、服务器、存储介质及程序产品
CN112130187A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 上海钧正网络科技有限公司 一种定位方法、装置及计算机可读存储介质
US20220132270A1 (en) * 2020-10-27 2022-04-28 International Business Machines Corporation Evaluation of device placement

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104469936A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 重庆邮电大学 基于智能空间的无线信号衰减模型的混合定位方法及系统
CN106161709A (zh) * 2015-04-21 2016-11-23 锤子软件（北京）有限公司 联系人定位方法及系统
US20170006436A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Tata Consultancy Services Limited Determining location of a user device
CN106878947A (zh) * 2017-02-21 2017-06-20 北京邮电大学 一种室内定位方法及装置
CN107659893A (zh) * 2017-11-08 2018-02-02 北京邮电大学 一种误差补偿方法、装置、电子设备及可读存储介质

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104469936A (zh) * 2014-12-09 2015-03-25 重庆邮电大学 基于智能空间的无线信号衰减模型的混合定位方法及系统
CN106161709A (zh) * 2015-04-21 2016-11-23 锤子软件（北京）有限公司 联系人定位方法及系统
US20170006436A1 (en) * 2015-07-02 2017-01-05 Tata Consultancy Services Limited Determining location of a user device
CN106878947A (zh) * 2017-02-21 2017-06-20 北京邮电大学 一种室内定位方法及装置
CN107659893A (zh) * 2017-11-08 2018-02-02 北京邮电大学 一种误差补偿方法、装置、电子设备及可读存储介质

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王晖: "基于RSSI的无线传感器网络室内定位算法研究与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(电子期刊)》 *
陈泳希: "基于WIFI传播模型的室内定位技术研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库（电子期刊）》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111352069A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 珠海格力电器股份有限公司 一种室内定位方法、服务器、存储介质及程序产品
CN111352069B (zh) * 2018-12-24 2022-03-08 珠海格力电器股份有限公司 一种室内定位方法、服务器、存储介质及程序产品
CN112130187A (zh) * 2020-09-18 2020-12-25 上海钧正网络科技有限公司 一种定位方法、装置及计算机可读存储介质
US20220132270A1 (en) * 2020-10-27 2022-04-28 International Business Machines Corporation Evaluation of device placement

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