CN108551653B - 一种室内定位方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

一种室内定位方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置、电子设备及存储介质，方法包括：在目标范围内生成粒子，从所接收到的各个目标信号中确定信号强度最强的目标视距信号，计算待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值，将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子，针对每一参考粒子，计算待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，并对每一参考粒子进行评分，将评分最高的参考粒子所在位置确定为待定位对象当前所在位置。应用本发明实施例提供的方法可以提高定位精度。

Description

一种室内定位方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及无线定位技术领域，特别是涉及一种室内定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，定位服务在人们生活中显得越发重要。目前的室内定位技术可以利用WiFi、蓝牙等信号，采用基于接收信号强度RSSI(Received Signal Strength Indication，接收的信号强度指示)的算法进行定位。
但是由于室内环境复杂，信号在传播过程中会遇到很大的干扰，比如信号的反射、折射以及衍射等造成的非视距问题，会导致信号强度不稳定，使得采用基于接收信号强度RSSI的算法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、电子设备及计算机可读存储介质，以提高定位精度。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，所述方法包括：
在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子。
可选的，所述从所接收到的各个目标信号中确定视距信号的步骤，包括：
针对每一信号发射节点，计算所述待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度；其中，所述中间位置为：根据上一次确定的所述待定位对象所在位置、所述待定位对象的航向角、所述待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，所述目标时间差为：当前时刻与上一次确定所述待定位对象所在位置的时刻的时间差；
针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值；其中，所述目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值；
如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号。
可选的，所述根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值的步骤，包括：
根据以下公式，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure BDA0001633739360000031
Figure BDA0001633739360000032
其中，dhigh为所述上限值，dlow为所述下限值，RSSI0表示在距离所述目标发射节点1米处接收到所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为所述目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值。
可选的，所述根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
Figure BDA0001633739360000033
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI,J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，
Figure BDA0001633739360000034
normpdf()为正态分布密度函数，
Figure BDA0001633739360000035
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、与所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI,β,σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的所述待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure BDA0001633739360000041
(xI,yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1,Yt-1)表示上一次确定的所述待定位对象所在位置的坐标，β为所述待定位对象的航向角，σpdr表示所述待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
Figure BDA0001633739360000042
其中，PI3表示参考粒子I对应的第三评分值，
Figure BDA0001633739360000043
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
第二方面，本发明实施例提供了一种室内定位装置，所述装置包括：
生成模块，用于在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
第一确定模块，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
计算模块，用于根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
第二确定模块，用于将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
评分模块，用于针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
定位模块，用于将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子。
可选的，所述第一确定模块，包括：
接收子模块，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号；
计算子模块，用于针对每一信号发射节点，计算所述待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度；其中，所述中间位置为：根据上一次确定的所述待定位对象所在位置、所述待定位对象的航向角、所述待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，所述目标时间差为：当前时刻与上一次确定所述待定位对象所在位置的时刻的时间差；
判断子模块，用于针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值；如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号；其中，所述目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值。
可选的，所述计算模块，具体用于：
根据以下公式，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure BDA0001633739360000061
其中，dhigh为所述上限值，dlow为所述下限值，RSSI0表示在距离所述目标发射节点1米处接收到所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为所述目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值。
可选的，所述评分模块根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
Figure BDA0001633739360000063
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI,J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，normpdf()为正态分布密度函数，
Figure BDA0001633739360000065
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述评分模块根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、与所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI,β,σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的所述待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure BDA0001633739360000071
(xI,yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1,Yt-1)表示上一次确定的所述待定位对象所在位置的坐标，β为所述待定位对象的航向角，σpdr表示所述待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述评分模块根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
Figure BDA0001633739360000072
其中，PI3表示参考粒子I对应的第三评分值，
Figure BDA0001633739360000073
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，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，实现上述任一室内定位方法所述的方法步骤。
第四方面，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内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一室内定位方法所述的方法步骤。
本发明实施例提供的方案，首先在目标范围内生成粒子，然后基于所接收到的各个目标信号的信号强度确定出环形区域，以及根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定出地理位置区域，从所生成的粒子中筛选出位于目标范围和环形区域、地理位置区域三者的交集区域中的粒子，作为参考粒子，进而针对每一参考粒子，分别计算该参考粒子在三个评分标准下的评分值，三个评分值之和最高的参考粒子也就是待定位对象当前所在的概率最大的位置，因此，将三个评分值之和最高的参考粒子确定为待定位对象当前所在位置，可以提高待定位对象的定位精度。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一种室内定位方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一个具体实施例中确定参考粒子的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种室内定位装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
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。
为提高定位精度，本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
下面首先对本发明实施例提供的一种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一种室内定位方法的执行主体可以为一种室内定位装置，其中，该室内定位装置运行于电子设备中。在具体应用中，该电子设备可以为：手机等终端设备，当然并不局限于此。
参见图1所示，本发明实施例提供的一种室内定位方法，包括如下步骤：
S101，在目标范围内生成粒子。
其中，粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，目标范围为：以上一次确定的待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内。
可以理解的是，待定位对象可以为本发明实施例所提供的一种室内定位方法的执行主体，待定位对象可以每隔预设时长对自身当前所在位置进行定位。
预定值可以为预先设置的定值，具体的，该定值可以根据待定位对象的平均运动速度以及定位所间隔的预设时长来确定，例如，若待定位对象的平均运动速度为1m/s、定位所间隔的预设时长为1s，预定值可以为1m。预定值还可以根据待定位对象当前的运动速度确定，例如，预先设置预定值等于待定位对象当前的运动速度的预设倍数，则当待定位对象当前的运动速度越快，该预定值就越大。
在确定了上一次确定的待定位对象所在位置以及预定值之后，可以确定目标范围。可以理解的是，待定位对象当前所在位置处于目标范围内的概率较大。在确定目标范围后，可以在目标范围内随机生成粒子，也就是在目标范围内随机选择位置作为粒子。具体的，可以预先设定目标范围内所生成的粒子的个数，例如，预先设定目标范围内生成800个粒子，也可以根据目标范围大小来相应的确定所生成的粒子的个数，例如，目标范围较大时所生成的粒子个数较多。为提高定位精度，所生成的粒子可以均匀分布在目标范围内。
S102，接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号。
在接收到各个信号发射节点发射的目标信号后，可以根据目标信号的实际信号强度来判断目标信号是否为视距信号。
在一种实现方式中，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号的步骤，可以包括：
步骤a1，针对每一信号发射节点，计算待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度。
其中，中间位置为：根据上一次确定的待定位对象所在位置、待定位对象的航向角、待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，目标时间差为：当前时刻与上一次确定待定位对象所在位置的时刻的时间差。
可以理解的是，待定位对象的航向角为待定位对象运动时前进方向与正北方向之间的夹角，航向角可以由待定位对象中所配置的陀螺仪测量得到，待定位对象的运动速度可以由待定位对象中所配置的速度传感器测量得到。
中间位置的坐标
Figure BDA0001633739360000101
可以通过以下公式计算：
Figure BDA0001633739360000102
其中，(Xk-1，Yk-1)为上一次确定的待定位对象所在位置的坐标，v表示待定位对象的运动速度，α’表示待定位对象的航向角。
在计算得到中间位置后，针对每一信号发射节点，可以计算得到中间位置与该信号发射节点的距离
Figure BDA0001633739360000103
Figure BDA0001633739360000104
其中，(xN，yN)表示信号发射节点N的坐标。
然后，由路径损耗模型
Figure BDA0001633739360000105
可以计算得到待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度RSSI，其中RSSI0表示距离信号发射节点d0处接收到该发射节点发射的信号的理论信号强度，d0＝1米，n为预设值。
步骤a2，针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值，如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号。
其中，目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值。
可以理解的，视距传播是指信号在发射端和接收端之间直线传播，而非视距传播是指信号在传播过程中发生了反射、折射以及衍射等情况时，信号不能从发射端直线传播到接收端。因此，视距信号指的是在发射端和接收端之间直线传播的信号。信号的信号强度在传播过程中会出现损耗，在视距传播的情况下，信号强度损耗较小，在非视距传播的情况下，信号强度损耗较大。
因此，当信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值大于预设阈值时，可以判定该目标信号是在非视距传播下接收到的信号；当信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值不大于预设阈值时，可以判定该目标信号是在非视距传播下接收到的信号，也就是说该目标信号为视距信号。
S103，根据目标视距信号的实际信号强度，计算待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值。
其中，目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，目标发射节点为：目标视距信号对应的信号发射节点。
可以理解的是，目标发射节点为所有视距信号对应的信号发射节点中距离待定位对象最近的信号发射节点，由于接收到的目标发射节点发射的目标信号在传播过程中损耗最小，因此，通过目标发射节点来对待定位对象当前所在位置进行定位，定位精度更高。
在一种实现方式中，可以根据以下公式，计算待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure BDA0001633739360000111
Figure BDA0001633739360000112
其中，dhigh为上限值，dlow为下限值，RSSI0表示在距离目标发射节点1米处接收到目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值。
可以理解的，待定位目标接收目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度服从正态分布N(μ，σ)，由于待定位目标是持续接收目标发射节点发射的目标信号的，因此，均值μ和标准差σ可以根据从当前时刻开始往前一段时间内所接收到目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度来计算。
S104，将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子。
其中，目标区域为目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，环形区域为：以目标发射节点所在位置为中心、以上限值和下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，地理位置区域为：根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、待定位对象当前所在的区域。
可以理解的是，环形区域为：基于待定位对象所接收到信号发射节点发射的目标信号的信号强度确定的区域，地理位置区域为：基于待定位对象当前所处环境对应的地图信息确定的区域。可见，在确定目标区域时，从接收到的信号的信号强度的角度以及待定位对象当前所处环境的角度来综合考虑，可以更准确的缩小目标区域的范围，从而提高定位速度和精度。
举例而言，如图2所示，N1、N2、N3、N4表示信号发射节点，N2为目标发射节点，环形区域H即为以N2所在位置为中心、以上限值和下限值分别为半径的两个同心圆所限定的区域，L1代表上一次确定的待定位对象所在位置，圆L1内的区域表示目标范围，根据地图信息可知待定位目标当前位于走廊中，因此，圆L1内的区域、环形区域H以及走廊所在区域这三个区域的交集区域即为目标区域，也就是说，目标区域内的小菱形即为确定出的参考粒子。
S105，针对每一参考粒子，计算待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的目标发射节点对应的理论信号强度、目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值。
具体的，针对每一参考粒子，由于该参考粒子的坐标和各个信号发射节点的坐标都是已知的，故该参考粒子与各个信号发射节点之间的距离d可以通过距离计算公式计算得到。
针对每一信号发射节点，在计算得到的该参考粒子与该信号发射节点之间的距离d后，将距离d代入路径损耗模型：
Figure BDA0001633739360000131
中，即可求得待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度RSSI。
在一种实现方式中，可以根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
Figure BDA0001633739360000132
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI,J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，
Figure BDA0001633739360000133
normpdf()为正态分布密度函数，
Figure BDA0001633739360000134
表示所计算的待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
在一种实现方式中，可以根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI,β,σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure BDA0001633739360000135
(xI,yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1,Yt-1)表示上一次确定的待定位对象所在位置的坐标，β为待定位对象的航向角，σpdr表示待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差。
在一种实现方式中，可以根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
Figure BDA0001633739360000141
其中，PI3表示参考粒子I对应的第二评分值，
Figure BDA0001633739360000142
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
S106，将目标参考粒子所在位置确定为待定位对象当前所在位置。
其中，目标参考粒子为：第一评分值、第二评分值、第三评分值之和最大的参考粒子。
可见，本发明实施例提供的方案，首先在目标范围内生成粒子，然后基于所接收到的各个目标信号的信号强度确定出环形区域，以及根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定出地理位置区域，从所生成的粒子中筛选出位于目标范围和环形区域、地理位置区域三者的交集区域中的粒子，作为参考粒子，进而针对每一参考粒子，分别计算该参考粒子在三个评分标准下的评分值，三个评分值之和最高的参考粒子也就是待定位对象当前所在的概率最大的位置，因此，将三个评分值之和最高的参考粒子确定为待定位对象当前所在位置，可以提高待定位对象的定位精度。
与上述的室内定位方法相对应，本发明实施例提供了一种室内定位装置。与图1所示的方法实施例相对应，图3为本发明实施例提供的一种室内定位装置的结构示意图，该装置可以包括：
生成模块301，用于在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
第一确定模块302，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
计算模块303，用于根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
第二确定模块304，用于将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
评分模块305，用于针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
定位模块306，用于将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子。
本发明实施例提供的方案，首先在目标范围内生成粒子，然后基于所接收到的各个目标信号的信号强度确定出环形区域，以及根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定出地理位置区域，从所生成的粒子中筛选出位于目标范围和环形区域、地理位置区域三者的交集区域中的粒子，作为参考粒子，进而针对每一参考粒子，分别计算该参考粒子在三个评分标准下的评分值，三个评分值之和最高的参考粒子也就是待定位对象当前所在的概率最大的位置，因此，将三个评分值之和最高的参考粒子确定为待定位对象当前所在位置，可以提高待定位对象的定位精度。
可选的，所述第一确定模块302，可以包括：
接收子模块，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号；
计算子模块，用于针对每一信号发射节点，计算所述待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度；其中，所述中间位置为：根据上一次确定的所述待定位对象所在位置、所述待定位对象的航向角、所述待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，所述目标时间差为：当前时刻与上一次确定所述待定位对象所在位置的时刻的时间差；
判断子模块，用于针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值；如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号；其中，所述目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值。
可选的，所述计算模块303，具体可以用于：
根据以下公式，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure BDA0001633739360000161
Figure BDA0001633739360000162
其中，dhigh为所述上限值，dlow为所述下限值，RSSI0表示在距离所述目标发射节点1米处接收到所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为所述目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值。
可选的，所述评分模块305根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值的步骤，具体可以为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI,J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，
Figure BDA0001633739360000171
normpdf()为正态分布密度函数，表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述评分模块305根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、与所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值的步骤，具体可以为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI,β,σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的所述待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure BDA0001633739360000173
(xI,yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1,Yt-1)表示上一次确定的所述待定位对象所在位置的坐标，β为所述待定位对象的航向角，σpdr表示所述待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差。
可选的，所述评分模块305根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值的步骤，具体可以为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
其中，PI3表示参考粒子I对应的第三评分值，
Figure BDA0001633739360000175
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
本发明实施例还提供了一种电子设备，如图4所示，包括处理器401、通信接口402、存储器403和通信总线404，其中，处理器401，通信接口402，存储器403通过通信总线404完成相互间的通信，
存储器403，用于存放计算机程序；
处理器401，用于执行存储器403上所存放的程序时，实现如下步骤：
在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子。
关于该方法各个步骤的具体实现以及相关解释内容可以参见上述图1所示的方法实施例，在此不做赘述。
另外，处理器401执行存储器403上所存放的程序而实现的室内定位方法的其他实现方式，与前述方法实施例部分所提及的实现方式相同，这里也不再赘述。
本发明实施例提供的方案，首先在目标范围内生成粒子，然后基于所接收到的各个目标信号的信号强度确定出环形区域，以及根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定出地理位置区域，从所生成的粒子中筛选出位于目标范围和环形区域、地理位置区域三者的交集区域中的粒子，作为参考粒子，进而针对每一参考粒子，分别计算该参考粒子在三个评分标准下的评分值，三个评分值之和最高的参考粒子也就是待定位对象当前所在的概率最大的位置，因此，将三个评分值之和最高的参考粒子确定为待定位对象当前所在位置，可以提高待定位对象的定位精度。
上述电子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。
通信接口用于上述电子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。
在本发明提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该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，使得计算机执行上述实施例中所述的室内定位方法。
本发明实施例提供的方案，首先在目标范围内生成粒子，然后基于所接收到的各个目标信号的信号强度确定出环形区域，以及根据待定位对象当前所在位置处的地图信息确定出地理位置区域，从所生成的粒子中筛选出位于目标范围和环形区域、地理位置区域三者的交集区域中的粒子，作为参考粒子，进而针对每一参考粒子，分别计算该参考粒子在三个评分标准下的评分值，三个评分值之和最高的参考粒子也就是待定位对象当前所在的概率最大的位置，因此，将三个评分值之和最高的参考粒子确定为待定位对象当前所在位置，可以提高待定位对象的定位精度。
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、电子设备以及计算机可读存储介质实施例而言，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 (4)

1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：
在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子；
所述从所接收到的各个目标信号中确定视距信号的步骤，包括：
针对每一信号发射节点，计算所述待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度；其中，所述中间位置为：根据上一次确定的所述待定位对象所在位置、所述待定位对象的航向角、所述待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，所述目标时间差为：当前时刻与上一次确定所述待定位对象所在位置的时刻的时间差；
针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值；其中，所述目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值；
如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号；
所述根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值的步骤，包括：
根据以下公式，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure FDA0002192473860000021
Figure FDA0002192473860000022
其中，dhigh为所述上限值，dlow为所述下限值，RSSI0表示在距离所述目标发射节点1米处接收到所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为所述目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值；
所述根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
Figure FDA0002192473860000023
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI，J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，
Figure FDA0002192473860000031
normpdf()为正态分布密度函数，
Figure FDA0002192473860000032
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差；
所述根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、与所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI，β，σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的所述待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure FDA0002192473860000033
(xI，yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1，Yt-1)表示上一次确定的所述待定位对象所在位置的坐标，β为所述待定位对象的航向角，σpdr表示所述待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差；
所述根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值的步骤，包括：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
其中，PI3表示参考粒子I对应的第三评分值，表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
2.一种室内定位装置，其特征在于，所述装置包括：
生成模块，用于在目标范围内生成粒子；其中，所述粒子为：待定位对象当前所在位置对应的候选位置，所述目标范围为：以上一次确定的所述待定位对象所在位置为中心、以预定值为半径的圆内；
第一确定模块，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号，从所接收到的各个目标信号中确定视距信号；
计算模块，用于根据目标视距信号的实际信号强度，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的距离的上限值和下限值；其中，所述目标视距信号为：实际信号强度最强的视距信号，所述目标发射节点为：所述目标视距信号对应的信号发射节点；
第二确定模块，用于将所生成的粒子中位于目标区域内的粒子确定为参考粒子；其中，所述目标区域为所述目标范围、环形区域、地理位置区域的交集区域，所述环形区域为：以所述目标发射节点所在位置为中心、以所述上限值和所述下限值分别为半径的两个同心圆所限定的环形区域，所述地理位置区域为：根据所述待定位对象当前所在位置处的地图信息确定的、所述待定位对象当前所在的区域；
评分模块，用于针对每一参考粒子，计算所述待定位对象位于该参考粒子处时接收各个信号发射节点发射的信号的理论信号强度，根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值；根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值；根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值；
定位模块，用于将目标参考粒子所在位置确定为所述待定位对象当前所在位置；其中，所述目标参考粒子为：所述第一评分值、所述第二评分值、所述第三评分值之和最大的参考粒子；
所述第一确定模块，包括：
接收子模块，用于接收各个信号发射节点发射的目标信号；
计算子模块，用于针对每一信号发射节点，计算所述待定位对象位于中间位置时接收该信号发射节点的信号的理论信号强度；其中，所述中间位置为：根据上一次确定的所述待定位对象所在位置、所述待定位对象的航向角、所述待定位对象的运动速度以及目标时间差确定的，所述目标时间差为：当前时刻与上一次确定所述待定位对象所在位置的时刻的时间差；
判断子模块，用于针对每一信号发射节点，判断目标差值是否小于预设阈值；如果是，将该信号发射节点发射的目标信号确定为视距信号；其中，所述目标差值为：该信号发射节点对应的理论信号强度与该信号发射节点发射的目标信号的实际信号强度的差值；
所述计算模块，具体用于：
根据以下公式，计算所述待定位对象当前所在位置与目标发射节点的目标距离的上限值和下限值：
Figure FDA0002192473860000051
Figure FDA0002192473860000052
其中，dhigh为所述上限值，dlow为所述下限值，RSSI0表示在距离所述目标发射节点1米处接收到所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，WLOS表示视距条件下信号强度的误差，n为预设值，RSSIlow＝μ-aσ，RSSIhigh＝μ+aσ，μ、σ分别为所述目标视距信号的信号强度所服从的正态分布的均值和标准差，a为预设值；
所述评分模块根据所计算的理论信号强度、各个目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第一评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第一评分值：
Figure FDA0002192473860000061
其中，PI1表示参考粒子I对应的第一评分值，k表示信号发射节点的数量，PI，J表示参考粒子I与信号发射节点J之间的评分值，
Figure FDA0002192473860000062
normpdf()为正态分布密度函数，
Figure FDA0002192473860000063
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收信号发射节点J发射的信号的理论信号强度，RSSIJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度，σJ表示信号发射节点J发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差；
所述评分模块根据该参考粒子与上一次确定的所述待定位对象所在位置的连线与正北方向的偏角、与所述待定位对象的航向角，计算该参考粒子对应的第二评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第二评分值：
PI2＝normpdf(αI，β，σpdr)
其中，PI2表示参考粒子I对应的第二评分值，αI表示参考粒子I与上一次确定的所述待定位对象的位置的连线与正北方向的偏角，
Figure FDA0002192473860000064
(xI，yI)表示参考粒子I的坐标，(Xt-1，Yt-1)表示上一次确定的所述待定位对象所在位置的坐标，β为所述待定位对象的航向角，σpdr表示所述待定位对象的航向角所服从的正态分布的标准差；
所述评分模块根据所计算的所述目标发射节点对应的理论信号强度、所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，计算该参考粒子对应的第三评分值的步骤，具体为：
根据以下公式，计算该参考粒子对应的第三评分值：
Figure FDA0002192473860000065
其中，PI3表示参考粒子I对应的第三评分值，
Figure FDA0002192473860000071
表示所计算的所述待定位对象位于参考粒子I处时接收所述目标发射节点发射的信号的理论信号强度，RSSI表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度，σ表示所述目标发射节点发射的目标信号的实际信号强度所服从的正态分布的标准差。
3.一种电子设备，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所述的方法步骤。
4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述的方法步骤。
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