CN108966127B - 结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法和定位服务器 - Google Patents
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Abstract
一种结合Wi‑Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法及定位服务器,该方法包括:获取待定位终端扫描到的各个Wi‑Fi节点的指纹信息;每个Wi‑Fi节点的指纹信息包括该Wi‑Fi节点所在的定位位置,该Wi‑Fi节点的信号强度和/或该Wi‑Fi节点所在楼层的楼层信息;根据各个Wi‑Fi节点的指纹信息计算所有Wi‑Fi节点的加权中心点的位置;根据待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;根据待定位终端卫星定位点的位置、加权中心点的位置以及定位偏移量计算出调和定位点的位置作为待定位终端的定位结果;调和定位点位于卫星定位点和加权中心点之间的连线上,且调和定位点与卫星定位点之间的距离为定位偏移量的数值,从而能够减少定位误差,提高定位精度。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域,具体涉及一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法和定位服务器。
背景技术
在对电子设备进行实时定位时,行业内一般采用以下四种方法:(1)基于卫星的定位方法;(2)基于基站信息的定位方法;(3)基于Wi-Fi信息的定位方法;(4)基于蓝牙信息的定位方法。
在室外定位场景中,行业内多采用基于卫星、基站信息的定位方法,这些定位方法的室外定位精度可以精确到米级;但在室内或建筑物密集的非空旷区域,因受到复杂环境因素的影响,设备通过GPS收集到的位置和用户的实际位置之间,平均会有30米以上的误差。此时,低精度的定位结果难以判断出用户到底是进入室内还是单纯从室外路过等复杂情况。因此,对于室内或建筑物密集的非空旷区域等定位场景,业内多采用基于Wi-Fi、蓝牙等定位方法。
但是,在实践中发现,Wi-Fi信号在传播时,由于障碍物遮挡、信号反射、折射、时间衰变、设备朝向等因素的影响,信号在传播过程中容易发生随机变化,信号的置信度较低,从而导致这些定位方法的定位精确度亦不理想,仍然存在较大的定位误差,难以满足室内导航等操作对定位精度的要求。
发明内容
本发明实施例公开了一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法和定位服务器,能够减少定位误差,提高定位精度。
本发明实施例第一方面公开一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,所述方法包括:
获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息;每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息;
根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算所有所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置;
根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;
根据所述待定位终端卫星定位点的位置、所述加权中心点的位置以及所述定位偏移量计算出调和定位点的位置作为所述待定位终端的定位结果;所述调和定位点位于所述卫星定位点和所述加权中心点之间的连线上,且所述调和定位点与所述卫星定位点之间的距离为所述定位偏移量的数值。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,包括:
根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值,所述第一权重值的取值与所述信号强度正相关;
和/或,根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值,所述第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关;
根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置、所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,所述第一权重值和所述第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算所述加权中心点时的决策贡献程度。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量,包括:
根据所述待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数;
计算所述卫星定位点与所述加权中心点之间的相对距离;
根据所述加权调和参数和所述相对距离计算所述定位偏移量。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,所述根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置、所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,包括:
根据各个所述Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值构建目标点集;每个所述Wi-Fi节点对应所述目标点集中的至少一个目标点,每个所述Wi-Fi节点对应的所述目标点的数量由该Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值确定,每个所述目标点的位置为与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置;
根据各个所述目标点的位置计算所述目标点集中所有所述目标点的中心点位置,并将所述中心点位置确定为各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第一方面中,每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,与各个所述Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个所述Wi-Fi节点时所述用户终端的定位结果。
本发明实施例第二方面公开一种定位服务器,包括:
获取单元,用于获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息;每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息;
第一计算单元,用于根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算所有所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置;
第二计算单元,用于根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;
定位单元,用于根据所述待定位终端卫星定位点的位置、所述加权中心点的位置以及所述定位偏移量计算出调和定位点的位置作为所述待定位终端的定位结果;所述调和定位点位于所述卫星定位点和所述加权中心点之间的连线上,且所述调和定位点与所述卫星定位点之间的距离为所述定位偏移量的数值。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述第一计算单元,包括:
权重确定模块,用于根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值,所述第一权重值的取值与所述信号强度正相关;和/或用于根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值,所述第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关;
中心点计算模块,用于根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置、所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,所述第一权重值和所述第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算所述加权中心点时的决策贡献程度。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述第二计算单元,包括:
第一计算模块,用于根据所述待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数;
第二计算模块,用于计算所述卫星定位点与所述加权中心点之间的相对距离;
第三计算模块,用于根据所述加权调和参数和所述相对距离计算所述定位偏移量。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,所述中心点计算模块,包括:
构建子模块,用于根据各个所述Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值构建目标点集;每个所述Wi-Fi节点对应所述目标点集中的至少一个目标点,每个所述Wi-Fi节点对应的所述目标点的数量由该Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值确定,每个所述目标点的位置为与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置;
位置确定子模块,用于根据各个所述目标点的位置计算所述目标点集中所有所述目标点的中心点位置,并将所述中心点位置确定为各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
作为一种可选的实施方式,在本发明实施例第二方面中,每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,与各个所述Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个所述Wi-Fi节点时所述用户终端的定位结果。
本发明第三方面公开一种计算机可读存储介质,其存储计算机程序,其中,所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的任一项方法。
本发明实施例第四方面公开一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得所述计算机执行本发明实施例第一方面公开的任一项方法。
与现有技术相比,本发明实施例具有以下有益效果:
获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息,根据Wi-Fi节点的指纹信息计算中所有Wi-Fi节点的加权中心点的位置;然后根据待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量,根据待定位终端的卫星定位点位置、加权中心点位置以及定位偏移量计算出调和定位点的位置作为定位结果;其中,Wi-Fi节点的指纹信息包括Wi-Fi节点所在的定位位置,该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,调和定位点的位置位于卫星定位点和加权中心点之间的连线上,且调和定位点与卫星定位点之间的距离为定位偏移量的数值。可见,实施本发明实施例,能够结合Wi-Fi信息和GPS信息得出定位结果,从而可以对定位结果进行纠偏,提高定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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是本发明实施例公开的一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法的流程示意图;
图2是本发明实施例公开的本发明实施例公开的一种Wi-Fi节点分布示例图;
图3是本发明实施例公开的一种定位纠偏示例图;
图4是本发明实施例公开的另一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法的流程示意;
图5是本发明实施例公开的一种定位服务器的结构示意图;
图6是本发明实施例公开的另一种定位服务器的结构示意图。
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。
需要说明的是,本发明实施例及附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
本发明实施例公开了一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法和定位服务器,能够减少定位误差,提高定位精度。以下分别进行详细说明。
实施例一
请参阅图1,图1是本发明实施例公开的一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法的流程示意图。如图1所示,该结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法可以包括以下步骤:
101、定位服务器获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息。
本发明实施例中,定位服务器可以从预先建立的Wi-Fi指纹数据库中查询出各个Wi-Fi节点的指纹信息。Wi-Fi指纹数据库中,一个定位位置对应多个Wi-Fi节点的节点信息,节点信息可以包括Wi-Fi节点的名称、信号强度等。举例来说,Wi-Fi指纹数据库中的数据可表示为:
(x,y)→(mac1,rssi1;……;macm,rssim) (1)
其中,x变量表示经度,y变量表示纬度,macm表示在坐标为(x,y)的定位位置扫描到的第m个Wi-Fi节点的物理地址(MediaAccess Control,MAC),rssim表示在坐标为(x,y)的定位位置扫描到的第m个Wi-Fi节点的接收信号强度指示(Received Signal StrengthIndicator,RSSI)。
待定位终端可以向定位服务器上传扫描到的Wi-Fi节点的节点信息(包括Wi-Fi节点名称和信号强度等),定位服务器从而可以通过Wi-Fi节点信息从Wi-Fi指纹数据库中查询出每个Wi-Fi节点的指纹信息。其中,每个Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,以及该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息。也就是说,Wi-Fi节点的指纹信息包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,还可以只包括Wi-Fi节点的信号强度,或者只包括Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,或者包括Wi-Fi节点的信号强度和所在楼层的楼层信息。
以Wi-Fi节点的指纹信息包括Wi-Fi节点所在的定位位置、Wi-Fi节点的信号强度和Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息为例,待定位终端扫描到的第i个Wi-Fi节点的指纹信息可以表示如下:APi(xi,yi,ri,fi);APi表示第i个Wi-Fi节点(Access Point,AP),xi表示APi所在的经度,yi表示APi所在的纬度,ri表示APi的信号强度,fi表示APi所在的楼层。需要说明的是,ri表示的信号强度可以根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,其中,与各个Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个Wi-Fi节点时用户终端的定位结果。也就是说,ri表示的信号强度可以通过算法模型对海量用户定位行为数据进行计算后得到。请一并参阅图2,图2是本发明实施例公开的一种Wi-Fi节点分布示例图。其中,图2-1为四个Wi-Fi节点的空间分布示例图,图2-2为图2-1的俯视图。如图2-2所示,AP0、AP1、AP2、AP3表示四个Wi-Fi节点。
102、定位服务器根据各个Wi-Fi节点的指纹信息计算所有Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
本发明实施例中,所有Wi-Fi节点的加权中心点指到各个Wi-Fi节点的距离均满足约定条件的位置点。
请一并参阅图3,图3是本发明实施例公开的一种定位纠偏示例图。图3基于图2所示的Wi-Fi节点进行定位纠偏。如图3所示,点G表示待定位终端的卫星定位点,点C表示上述四个Wi-Fi节点的加权中心点。由于卫星定位的精度问题,点G的位置一般与待定位终端的实际定位位置存在较大的偏差。此外,加权中心点可以通过各个Wi-Fi节点进行聚类得出,也可以通过各个Wi-Fi节点进行加权平均得出,本发明实施例不做限定。
定位服务器在计算加权中心点C时,考虑各个Wi-Fi节点的信号强度和/或所在楼层的楼层信息,根据不同的信号强度和/或楼层信息确定每个Wi-Fi节点在计算加权中心点C时的决策贡献程度。一般来说,信号强度较强的Wi-Fi节点在计算加权中心点C时可以占有较大的比重,即信号强较强的Wi-Fi节点的决策贡献程度较高。待定位终端扫描到的Wi-Fi节点可能分布于不同的楼层,如果待定位终端扫描到的Wi-Fi节点中属于某一楼层(下文称为“最大楼层”)的节点数量最多,那么位于该最大楼层的Wi-Fi节点在计算加权中心点C时可以占有较大的比重,即位于最大楼层的Wi-Fi节点的决策贡献程度较高。
103、定位服务器根据待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量。
104、定位服务器根据待定位终端卫星定位点的位置、加权中心点的位置以及卫星定位的定位偏移量计算出调和定位点的位置作为待定位终端的定位结果。
本发明实施例中,定位偏移量与卫星定位的定位精度相关,卫星定位的精度可以通过定位半径表示,卫星定位使用的定位系统可以包括全球定位系统(GlobalPositioning System,GPS)、北斗卫星定位系统等,本发明实施例不做限定。
请继续参阅图3,如图3所示,点F为执行步骤104之后计算出的调和定位点。步骤104所描述的调和定位点的位置计算方法可以表示为把卫星定位点G往加权中心点C的方向偏移也就是说,调和定位点F位于卫星定位点G和加权中心点C之间的连线上,且调和定位点F与卫星定位点之间的距离为定位偏移量的数值。
可见,在图1所描述的方法中,定位服务器可以结合Wi-Fi信息和GPS信息得出定位结果,从而可以对定位结果进行纠偏,提高定位精度。
实施例二
请参阅图4,图4是本发明实施例公开的一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法的流程示意图。如图4所示,该结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法可以包括以下步骤:
401、定位服务器获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息。
本发明实施例中,每个Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,以及该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,可表示为APi(xi,yi,ri,fi)。
402、定位服务器根据每个Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值。
本发明实施例中,第一权重值的取值与信号强度正相关。作为一种可选的实施方式,定位服务器可以使用“分段函数”算法确定第一权重的取值,该算法如下:
403、定位服务器根据每个Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值。
本发明实施例中,第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关,上述的Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量指待定位终端扫描到的所有Wi-Fi节点中,与该Wi-Fi节点属于同一楼层的所有Wi-Fi节点的数量。作为一种可选的实施方式,第二权重值的计算方法可以使用如下公式:
其中,nj为j楼层的Wi-Fi节点数量,为Wi-Fi节点总数量,即待定位终端一共扫描到k个楼层的Wi-Fi节点的数量总和。可见,实施上述的实施方式,Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量越多,该Wi-Fi节点的第二权重值越大。
404、定位服务器根据各个Wi-Fi节点所在的定位位置、第一权重值以及第二权重值计算各个Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
本发明实施例中,第一权重值和第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度。作为一种可选的实施方式,定位服务器执行步骤404的方式可以如下:
4041、定位服务器根据各个Wi-Fi节点的第一权重值和第二权重值构建目标点集。其中,每个Wi-Fi节点对应目标点集中的至少一个目标点,每个Wi-Fi节点对应的目标点的数量由该Wi-Fi节点的第一权重值和第二权重值确定,每个目标点的位置为与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置。
4042、定位服务器根据各个目标点的位置计算目标点集中所有目标点的中心点位置,并将中心点位置确定为各个Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
其中,作为一种可选的实施方式,定位服务器执行步骤4041的方式具体可以如下:
定位服务器根据每个Wi-Fi节点的第一权重值对该Wi-Fi节点进行复制,得到各个Wi-Fi节点的副本作为第一子集合的集合点,以构建第一子集合;每个Wi-Fi节点的副本数量为对应第一权重值的取值;
定位服务器根据第一子集合中各个集合点对应的第二权重值对每个集合点进行复制,得到各个集合点的副本作为目标点集的目标点,以构成目标点集。
举例来说,待定位终端在扫描到4个Wi-Fi热点,分别为AP0、AP1、AP2、AP3;定位服务器执行步骤402计算出各个Wi-Fi热点的第一权重值分别为w0、w1、w2、w3,执行步骤403计算出各个Wi-Fi热点的的第二权重值分别为λ0、λ1、λ2、λ3;那么,定位服务器执构建的第一子集合中,包括w0个AP0、w1个AP1、w2个AP2、w3个AP3,根据第一子集合构建的目标点集中,包括λ0·w0个AP0、λ1·w1个AP1、λ2·w2个AP2、λ3·w3个AP3,即在第一子集合的基础上利用第二权重值λ进行二次加权。此外,作为另一种可选的实施方式,定位服务器在构建目标点集时,各个目标点可以只包括其对应的Wi-Fi热点所在的定位位置,即目标点集中的目标点可以表示为m(lon,lat),参数lon为目标点m对应的Wi-Fi节点的经度,参数lat为目标点m对应的Wi-Fi节点的纬度。
构建目标点集之后,定位服务器执行步骤4042计算出目标点集中所有目标点的加权中心点,作为一种可选的实施方式,定位服务器执行步骤4042的方式具体可以如下:
对目标点集中的每个目标点m(lon,lat)进行坐标的弧度变换,得到变换后的lon’、lat’;计算中间变量x’,x’为每个lat’的余弦值与对应的lon’的余弦值的乘积之和;计算中间变量y’,y’为每个lat’的余弦值与对应的lon’的正弦值的乘积之和;计算中间变量z’,z’为每个lat’的正弦值之和;计算中间变量x’、y’、z’的平均数根据进行反三角函数变换及弧度变换,得到加权中心点C的坐标C(X,Y)。
需要说明的是,当定位服务器执行步骤401~步骤404计算加权中心点的位置时,步骤401中定位服务器获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,还包括该Wi-Fi节点的信号强度和该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息。在一些可能的实施例中,定位服务器执行步骤401获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,可以只包括Wi-Fi节点的信号强度,相应地,定位服务器执行步骤402所描述的方法计算出第一权重值,并根据各个Wi-Fi节点所在的定位位置和第一权重值计算出加权中心点的位置;具体地,定位服务器根据第一权重值构建出目标点集,每个Wi-Fi节点在目标点集中对应的目标点数量为该Wi-Fi节点的第一权重值的取值。在另一些可能的实施例中,定位服务器执行步骤401获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,可以只包括Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,相应地,定位服务器执行步骤403所描述的方法计算出第二权重值,并根据各个Wi-Fi节点所在的定位位置和第二权重值计算出加权中心点的位置;具体地,定位服务器根据第二权重值构建出目标点集,每个Wi-Fi节点在目标点集中对应的目标点数量为该Wi-Fi节点的第二权重值的取值。
执行上述的步骤402~404,定位服务器可以根据各个Wi-Fi节点的指纹信息计算所有Wi-Fi节点的加权中心点的位置。由于信号强度与Wi-Fi节点和待定位终端之间的位置相关,接近待定位终端的Wi-Fi节点的可信度较高,从第一权重值的计算方法可见,信号强度越强的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献度越高,从而可以使得用于定位计算的Wi-Fi节点的可信度较高,进而减少定位误差;此外,在商场等室内场景中,Wi-Fi节点的分布与楼层相关,假设待定位终端处于某一楼层,待定位终端扫描到该楼层的Wi-Fi节点很可能在扫描到的所有Wi-Fi节点中占最大部分,因此,待定为终端扫描到的所有Wi-Fi节点中,属于Wi-Fi节点最多的最大楼层的Wi-Fi节点的可信度较高,从第二权重值的计算方法可见,所在楼层的Wi-Fi节点越多,该Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献度越高,进一步减少定位误差。
405、定位服务器根据待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数。
406、定位服务器计算卫星定位点与加权中心点之间的相对距离。
407、定位服务器根据加权调和参数和相对距离计算定位偏移量。
本发明实施例中,加权调和参数与卫星定位的精度相关。举例来说,加权调和参数θ的计算方法可以如下:
其中,α为卫星定位的定位精度,取值范围可以为(0,1000]。
执行上述的步骤405~步骤407,定位服务器可以根据待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量。
408、定位服务器根据待定位终端卫星定位点的位置、加权中心点的位置以及卫星定位的定位偏移量计算出调和定位点的位置作为待定位终端的定位结果。
可见,在图4所描述的方法中,定位服务器根据待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的节点信息计算加权中心点C,并且在加权中心点C的计算过程中考虑各个Wi-Fi节点的信号强度和所在楼层的楼层信息,使得信号强度越强的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度越高,以及所在楼层的Wi-Fi节点越多的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度越高,从而可以减少定位误差,提高定位精度。进一步地,在图4所描述的方法中,定位服务器根据卫星定位精度计算加权调和参数,并根据加权调和参数计算定位偏移量,从而可以结合卫星定位精度对定位结果进行纠偏,将纠偏后得到的调和定位点位置作为最终的定位结果,进一步提高定位的准确度。
实施例三
请参阅图5,图5是本发明实施例公开的一种定位服务器的结构示意图。如图5所示,该定位服务器包括:
获取单元501,用于获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息;每个Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息;
本发明实施例中,定位服务器可以从预先建立的Wi-Fi指纹数据库中查询出各个Wi-Fi节点的指纹信息,Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度可以根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,其中,与各个Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个Wi-Fi节点时用户终端的定位结果。也就是说,信号强度可以通过算法模型对海量用户定位行为数据进行计算后得到。
第一计算单元502,用于根据获取单元501获取到的各个Wi-Fi节点的指纹信息计算所有Wi-Fi节点的加权中心点的位置;
本发明实施例中,加权中心点可以通过各个Wi-Fi节点进行聚类得出,也可以通过各个Wi-Fi节点进行加权平均得出,本发明实施例不做限定。此外,第一计算单元502在计算加权中心点C的位置时,可以选择信号强度较强的Wi-Fi节点在计算加权中心点时占有较大的比重和/或选择所在楼层的Wi-Fi节点越多的Wi-Fi节点在计算加权中心点时占有较大的比重。
第二计算单元503,用于根据待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;
定位单元504,用于根据待定位终端卫星定位点的位置、第一计算单元502计算出的加权中心点的位置以及第二计算单元503计算出的定位偏移量计算出调和定位点的位置作为待定位终端的定位结果;其中,调和定位点位于卫星定位点和加权中心点之间的连线上,且调和定位点与卫星定位点之间的距离为定位偏移量的数值。
本发明实施例中,定位单元504计算调和定位点位置的方法可以表示为把卫星定位点往加权中心点的方向偏移定位偏移量。
可见,实施图5所示的定位服务器,可以结合Wi-Fi信息和GPS信息得出定位结果,从而可以利用卫星信息对Wi-Fi定位结果进行纠偏,提高定位精度。
实施例四
请参阅图6,图6是本发明实施例公开的一种定位服务器的结构示意图。其中,图6所示的定位服务器是由图5所示的定位服务器进行改进得到的,如图6所示,第一计算单元502包括:
权重确定模块5021,用于根据获取单元501获取到的每个Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值,该第一权重值的取值与信号强度正相关;和/或用于根据获取单元501获取到的每个Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值,第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关;
中心点计算模块5022,用于根据获取单元501获取到的各个Wi-Fi节点所在的定位位置、权重确定模块5021确定出的第一权重值和/或第二权重值计算各个Wi-Fi节点的加权中心点的位置,其中,第一权重值和第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度。可选的,第一权重值的计算方法可以如公式(2)所示,第二权重值的计算方法可以如公式(3)所示。
作为一种可选的实施方式,在图6所示的定位服务器中,中心点计算模块5022可以包括:
构建子模块50221,用于根据权重确定模块5021确定出的各个Wi-Fi节点的第一权重值和/或第二权重值构建目标点集;每个Wi-Fi节点对应目标点集中的至少一个目标点,每个Wi-Fi节点对应的目标点的数量由该Wi-Fi节点的第一权重值和/或第二权重值确定,每个目标点的位置为获取单元501获取到的,与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置;
本发明实施例中,如果获取单元501获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,还包括该Wi-Fi节点的信号强度和该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,那么权重确定模块5021根据信号强度和楼层信息计算第一权重值和第二权重值,构建子模块50221可以根据Wi-Fi节点和第一权重值构建第一子集合,并且在第一子集合的基础上利用第二权重值进行二次加权构建目标点集;如果获取单元501获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,只包括Wi-Fi节点的信号强度,那么权重确定模块5021根据信号强度计算第一权重值,构建子模块50221可以根据Wi-Fi节点和第一权重值构建目标点集;如果获取单元501获取到的Wi-Fi节点的指纹信息除了包括Wi-Fi节点所在的定位位置之外,只包括Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息,那么权重确定模块5021根据楼层信息计算第二权重值,构建子模块50221可以根据Wi-Fi节点和第二权重值构建目标点集。
位置确定子模块50222,用于根据各个目标点的位置计算构建子模块50221构建的目标点集中所有目标点的中心点位置,并将中心点位置确定为各个Wi-Fi节点的加权中心点的位置。可选的,本发明实施例中,位置确定子模块50222可以通过加权平均的方式计算目标点集中所有目标点的中心点位置。
作为另一种可选的实施方式,在图6所示的定位服务器中,第二计算单元503可以包括:
第一计算模块5031,用于根据待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数;可选的,加权调和参数的计算方法可以如公式(4)所示。
第二计算模块5032,用于计算卫星定位点与中心点计算模块5022计算出的加权中心点之间的相对距离;
第三计算模块5033,用于根据第一计算模块5031计算出的加权调和参数和第二计算模块5032计算出的相对距离计算定位偏移量;可选的,定位偏移量的计算可以如下:其中,θ为加权调和参数,l为卫星定位点与加权中心点之间的相对距离。
可见,实施图6所示的定位服务器,可以根据待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的节点信息计算加权中心点,并且在加权中心点的计算过程中考虑各个Wi-Fi节点的信号强度和所在楼层的楼层信息,使得信号强度越强的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度越高,以及所在楼层的Wi-Fi节点越多的Wi-Fi节点在计算加权中心点时的决策贡献程度越高,从而可以减少定位误差,提高定位精度。进一步地,实施图6所示的定位服务器,可以根据卫星定位精度计算加权调和参数,并根据加权调和参数计算定位偏移量,从而可以结合卫星定位精度对定位结果进行纠偏,将纠偏后得到的调和定位点位置作为最终的定位结果,进一步提高定位的准确度。
本发明实施例公开一种计算机可读存储介质,其存储计算机程序,其中,该计算机程序使得计算机执行图1或图2所示的任一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法。
本发明实施例公开一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机可读存储介质,且该计算机程序可操作来使计算机执行图1或图2所示的任一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法。
应理解,说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外,这些特定特征、结构或特性可以以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于可选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
在本发明的各种实施例中,应理解,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的必然先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物单元,即可位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
上述集成的单元若以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可获取的存储器中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或者部分,可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储器中,包括若干请求用以使得一台计算机设备(可以为个人计算机、服务器或者网络设备等,具体可以是计算机设备中的处理器)执行本发明的各个实施例上述方法的部分或全部步骤。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存储器(Random Access Memory,RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory,EPROM)、一次可编程只读存储器(One-time Programmable Read-Only Memory,OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory,EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory,CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
以上对本发明实施例公开的一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法及定位服务器进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明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发明的方法及其核心思想。同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,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发明的限制。
Claims (10)
1.一种结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,其特征在于,所述方法包括:
获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息;每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,以及该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息;
根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算所有所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置;
根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;
根据所述待定位终端卫星定位点的位置、所述加权中心点的位置以及所述定位偏移量计算出调和定位点的位置作为所述待定位终端的定位结果;所述调和定位点位于所述卫星定位点和所述加权中心点之间的连线上,且所述调和定位点与所述卫星定位点之间的距离为所述定位偏移量的数值。
2.根据权利要求1所述的结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,其特征在于,所述根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,包括:
根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值,所述第一权重值的取值与所述信号强度正相关;
和/或,根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值,所述第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关;
根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置,以及所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,所述第一权重值和所述第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算所述加权中心点时的决策贡献程度。
3.根据权利要求1所述的结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,其特征在于,所述根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量,包括:
根据所述待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数,所述加权调和参数用ϑ表示,ϑ=10-(α+100)/100,其中,α为所述待定卫星定位的定位精度,α的取值范围为(0,1000];
计算所述卫星定位点与所述加权中心点之间的相对距离,所述相对距离用l表示;
根据所述加权调和参数和所述相对距离计算所述定位偏移量,所述定位偏移量用d ̃表示,d ̃=l•ϑ。
4.根据权利要求2所述的结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,其特征在于,所述根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置、所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,包括:
根据各个所述Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值构建目标点集;每个所述Wi-Fi节点对应所述目标点集中的至少一个目标点,每个所述Wi-Fi节点对应的所述目标点的数量由该Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值确定,每个所述目标点的位置为与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置;
根据各个所述目标点的位置计算所述目标点集中所有所述目标点的中心点位置,并将所述中心点位置确定为各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
5.根据权利要求1~4任一项所述的结合Wi-Fi指纹与卫星定位的定位纠偏方法,其特征在于,每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,与各个所述Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个所述Wi-Fi节点时所述用户终端的定位结果。
6.一种定位服务器,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取待定位终端扫描到的各个Wi-Fi节点的指纹信息;每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括该Wi-Fi节点所在的定位位置,以及该Wi-Fi节点的信号强度和/或该Wi-Fi节点所在楼层的楼层信息;
第一计算单元,用于根据各个所述Wi-Fi节点的指纹信息计算所有所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置;
第二计算单元,用于根据所述待定位终端的卫星定位精度计算定位偏移量;
定位单元,用于根据所述待定位终端卫星定位点的位置、所述加权中心点的位置以及所述定位偏移量计算出调和定位点的位置作为所述待定位终端的定位结果;所述调和定位点位于所述卫星定位点和所述加权中心点之间的连线上,且所述调和定位点与所述卫星定位点之间的距离为所述定位偏移量的数值。
7.根据权利要求6所述的定位服务器,其特征在于,所述第一计算单元,包括:
权重确定模块,用于根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度确定该Wi-Fi节点的第一权重值,所述第一权重值的取值与所述信号强度正相关;和/或用于根据每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的楼层信息确定该Wi-Fi节点的第二权重值,所述第二权重值的取值与该Wi-Fi节点所在楼层的Wi-Fi节点数量正相关;
中心点计算模块,用于根据各个所述Wi-Fi节点所在的定位位置,以及所述第一权重值和/或所述第二权重值计算各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置,所述第一权重值和所述第二权重值均用于指示对应的Wi-Fi节点在计算所述加权中心点时的决策贡献程度。
8.根据权利要求6所述的定位服务器,其特征在于,所述第二计算单元,包括:
第一计算模块,用于根据所述待定位终端的卫星定位精度计算加权调和参数,所述加权调和参数用ϑ表示,ϑ=10-(α+100)/100,其中,α为所述待定卫星定位的定位精度,α的取值范围为(0,1000];
第二计算模块,用于计算所述卫星定位点与所述加权中心点之间的相对距离,所述相对距离用l表示;
第三计算模块,用于根据所述加权调和参数和所述相对距离计算所述定位偏移量,所述定位偏移量用d ̃表示,d ̃=l•ϑ。
9.根据权利要求7所述的定位服务器,其特征在于,所述中心点计算模块,包括:
构建子模块,用于根据各个所述Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值构建目标点集;每个所述Wi-Fi节点对应所述目标点集中的至少一个目标点,每个所述Wi-Fi节点对应的所述目标点的数量由该Wi-Fi节点的所述第一权重值和/或所述第二权重值确定,每个所述目标点的位置为与该目标点对应的Wi-Fi节点所在的定位位置;
位置确定子模块,用于根据各个所述目标点的位置计算所述目标点集中所有所述目标点的中心点位置,并将所述中心点位置确定为各个所述Wi-Fi节点的加权中心点的位置。
10.根据权利要求6~9所述的任一种定位服务器,其特征在于,每个所述Wi-Fi节点的指纹信息包括的信号强度根据海量用户终端与该Wi-Fi节点对应的定位结果计算得出,与各个所述Wi-Fi节点对应的定位结果为在扫描到各个所述Wi-Fi节点时所述用户终端的定位结果。
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