CN109121080B - 一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 - Google Patents

一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质 Download PDF

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CN109121080B CN201811015468.2A CN201811015468A CN109121080B CN 109121080 B CN109121080 B CN 109121080B CN 201811015468 A CN201811015468 A CN 201811015468A CN 109121080 B CN109121080 B CN 109121080B
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Abstract

本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质,该方法包括:根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;并进行归一化,然后将归一化后的消息传递函数作为当前待定位位置信息的后验概率函数;进而计算该后验概率函数的期望值,并将计算得到期望值作为当前待定位位置信息。从而实现对移动终端的定位,并且可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响。

Description

一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,特别是涉及一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质。
背景技术
近年来,随着无线网络的发展和移动终端的普及,基于位置的服务在移动终端中扮演着越来越重要的角色。例如,采用卫星导航定位系统确定移动终端的位置。
当采用卫星导航定位系统确定移动终端在室内的位置时,由于卫星信号在穿过墙壁时的衰减较大,导致采用卫星导航定位系统确定移动终端在室内的位置会产生较大的误差。而室内定位技术又具有广阔的应用市场,例如在商场、车站、机场中的定位能够快速引导用户到达目的地,在室内救援领域中的定位能够快速锁定被救援目标的位置等,因此,室内定位技术成为解决定位系统“最后一公里”问题的核心技术。
在现有技术中,在进行室内定位时,移动终端通常仅仅通过测量与室内安装的位置已知的无线接入点之间的信号强度,确定移动终端与该无线接入点之间的距离,然后通过移动终端与该无线接入点之间的距离来进行定位。
然而,当室内环境复杂时,室内环境的信道条件也会变差,从而使得移动终端与该位置已知的无线接入点之间的信号强度衰减增加,造成移动终端定位精度降低。因此,如何减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响是一个亟待解决的问题。
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、移动终端及存储介质,以实现在对移动终端的定位时,减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响。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,应用于每个定位周期,该方法包括:
获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值;
根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
可选的,预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系,包括:
通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000021
预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系;
其中,
Figure BDA0001785996620000022
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,xt=(xt,yt),xt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000023
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,||xt-al||2为待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,
Figure BDA0001785996620000024
与||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000025
的高斯分布,al=(xl,yl),xl为l个无线接入点的横坐标,yl为第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,L为无线接入点的总数。
可选的,预先确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,包括:
通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000031
确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,p(xt|xt-1)为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,xt=(xt,yt),xt-1=(xt-1,yt-1),vt为移动终端在第t个定位周期的移动速度,Ts为定位周期的时长,vt·Ts为移动终端在第t个定位周期的移动距离,||xt-xt-1||2为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vt·Ts与||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000032
的高斯分布。
可选的,根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,包括:
根据室内多个无线接入点的位置信息al、移动终端的移动速度vT、移动终端在当前定位周期与第l个无线接入点的距离
Figure BDA0001785996620000033
当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数μ(xT);
其中,当t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,1≤t≤T,当t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),p(x0)为预先确定的先验概率,预先确定的先验概率用于表示移动终端在室内中任一位置的概率,T为当前定位周期的周期数,
Figure BDA0001785996620000041
Figure BDA0001785996620000042
xT为移动终端在当前定位周期的位置信息,xT=(xT,yT),xT为在当前定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yT为在当前定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000043
为在当前定位周期内,待定位位置信息xT与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,
Figure BDA0001785996620000044
xT-1为移动终端在当前定位周期的上一周期的位置信息,xT-1=(xT-1,yT-1),xT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的横坐标,yT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的纵坐标,vT·Ts为移动终端在当前定位周期内的移动距离,||xT-xT-1||2为移动终端在当前定位周期的位置信息xT,与在当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vT·Ts与||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000045
的高斯分布。
可选的,对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,包括:
通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000046
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,
Figure BDA0001785996620000047
为归一化后的消息传递函数;
可选的,计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,包括:
通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000051
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure BDA0001785996620000052
第二方面,本发明实施例还提供了一种室内定位装置,应用于每个定位周期,该装置包括:
获取模块,用于获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值;
消息传递函数确定模块,用于根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;
归一化模块,用于对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;
定位模块,用于计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
可选的,消息传递函数确定模块,具体用于通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000053
预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系;
其中,
Figure BDA0001785996620000054
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,xt=(xt,yt),xt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000061
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,||xt-al||2为待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,
Figure BDA0001785996620000062
与||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000063
的高斯分布,al=(xl,yl),xl为l个无线接入点的横坐标,yl为第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,L为无线接入点的总数。
可选的,消息传递函数确定模块,还用于通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000064
确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,p(xt|xt-1)为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,xt=(xt,yt),xt-1=(xt-1,yt-1),vt为移动终端在第t个定位周期的移动速度,Ts为定位周期的时长,vt·Ts为移动终端在第t个定位周期的移动距离,||xt-xt-1||2为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vt·Ts与||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000065
的高斯分布。
可选的,消息传递函数确定模块,还用于:
根据室内多个无线接入点的位置信息al、移动终端的移动速度vT、移动终端在当前定位周期与第l个无线接入点的距离
Figure BDA0001785996620000066
当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数μ(xT);
其中,当t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,1≤t≤T,当t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),p(x0)为预先确定的先验概率,预先确定的先验概率用于表示移动终端在室内中任一位置的概率,T为当前定位周期的周期数,
Figure BDA0001785996620000071
Figure BDA0001785996620000072
xT为移动终端在当前定位周期的位置信息,xT=(xT,yT),xT为在当前定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yT为在当前定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000073
为在当前定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,
Figure BDA0001785996620000074
xT-1为移动终端在当前定位周期的上一周期的位置信息,xT-1=(xT-1,yT-1),xT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的横坐标,yT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的纵坐标,vT·Ts为移动终端在当前定位周期内的移动距离,||xT-xT-1||2为移动终端在当前定位周期的位置信息xT,与在当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vT·Ts与||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000075
的高斯分布。
可选的,归一化模块,具体用于:通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000076
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,
Figure BDA0001785996620000077
为归一化后的消息传递函数;
可选的,定位模块,具体用于:通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000078
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure BDA0001785996620000079
第三方面,本发明实施例还提供了一种移动终端,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,实现任一上述的方法的步骤。
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,计算机可读存储介质内存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现任一上述的方法的步骤。
本发明实施例提供的一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质,在确定移动终端的位置时,可以首先获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,然后根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,通过确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,可以使得该消息传递函数包含有自身在当前定位周期内的位置信息的似然函数、以及与上一定位周期的位置信息之间的转移概率。最后,通过对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。可以使得在计算自身的当前待定位位置信息时,综合自身与多个无线接入点的距离和自身移动速度,来确定自身的位置。从而可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响,提高了定位精度。当然,实施本发明的任一产品或方法并不一定需要同时达到以上的所有优点。
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为本发明实施例的一种室内定位方法的流程图;
图2为本发明实施例的一种室内定位方法中室内示意图;
图3为本发明实施例的一种室内定位方法中移动终端所处空间的示意图;
图4为本发明实施例的一种室内定位方法中移动终端移动距离的示意图;
图5a为本发明实施例的一种室内定位方法与基于最小二乘的到达时间定位方法在不同的移动终端移动速度下,定位精度的对比图;
图5b为本发明实施例的一种室内定位方法与基于最小二乘的到达时间定位方法在不同的测距噪声下,定位误差随测量距离噪声标准差变化的对比图;
图6为本发明实施例的一种室内定位装置的结构示意图;
图7为本发明实施例的一种移动终端的结构示意图。
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。
为了解决现有技术存在的问题,本发明实施例提供了一种室内定位方法、装置、移动终端及存储介质,以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响。
首先对本发明实施例的一种室内定位方法进行介绍,该方法可以应用于每个定位周期,当用户打开应用本发明实施例的一种室内定位方法的移动终端进行室内定位时,该移动终端可以按照打开该移动终端的时间为第一个定位周期,然后采用本发明实施例的室内定位方法在每个周期内进行定位,并且,在下一个周期开始时,可以对定位周期数进行计数。
在一些示例中,该移动终端可以是智能手机、笔记本、平板电脑等。
下面,结合图1对本发明实施例的一种室内定位方法进行介绍,图1为本发明实施例的一种室内定位方法的流程图,该方法可以包括:
S110,获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数。
其中,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值。
具体的,当应用本发明实施例的一种室内定位方法的移动终端,处于安装有多个无线接入点的室内时,可以与该室内的多个无线接入点中的每个无线接入点之间建立连接,从而可以获取到每个无线接入点的位置信息。
在一些示例中,上述的移动终端可以通过测量与每个无线接入点之间的信号强度来测量自身与该无线接入点之间的距离。因此,该移动终端可以获取到自身在当前定位周期与每个无线接入点的距离。
在又一些示例中,当上述的移动终端在当前定位周期内移动时,内置于该移动终端中的加速度传感器可以探测到该移动终端移动的加速度,从而可以根据该移动终端移动的加速度和当前定位周期的时长,计算出该移动终端在该当前定位周期内的移动速度。因此,上述的移动终端可以获取到自身在当前定位周期内的移动速度。
在又一些示例中,当上述的移动终端第一次定位时,该当前定位周期的上一周期的消息传递函数为预先确定的先验概率,该预先确定的先验概率用于表示移动终端在室内中任一位置的概率。
具体的,当上述的移动终端确定出自身所处的室内环境的位置,但并未确定出自身在该室内环境的位置时,可以使用该先验概率来表示自身所处位置的概率。
例如,如图2所示,假设方框为移动终端所处的室内,该方框中的四个点为该室内的四个坐标,该移动终端可能在该室内的任一位置,则可以采用移动终端的位置与上述的四个坐标的关系,作为该移动终端的先验概率,来表示自身所处位置的概率。
S120,根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数。
当上述的移动终端在获取到室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数后,可以根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数。
在一些示例中,上述的移动终端在预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系时,可以通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000111
预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系。
其中,
Figure BDA0001785996620000112
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,xt=(xt,yt),xt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000113
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,||xt-al||2为待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,
Figure BDA0001785996620000114
与||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000115
的高斯分布,al=(xl,yl),xl为l个无线接入点的横坐标,yl为第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,L为无线接入点的总数。
在一些示例中,该待定位位置信息xt,在第t个定位周期内与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离
Figure BDA0001785996620000116
可以由该移动终端测量自身与第l个无线接入点之间的信号强度来确定。
通过预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系。可以将该待定位位置信息,确定在由该移动终端与该多个无线接入点之间的距离的组成的空间中,该待定位位置信息在该空间中。如图3所示,该待定位位置,在由第一无线接入点的通信半径r1、第二无线接入点的通信半径r2以及第三无线接入点的通信半径r3组成的空间中(图3中阴影所示区域)。
在又一些示例中,上述的移动终端在预先确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系时,可以通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000121
确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,p(xt|xt-1)为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,xt=(xt,yt),xt-1=(xt-1,yt-1),vt为移动终端在第t个定位周期的移动速度,Ts为定位周期的时长,vt·Ts为移动终端在第t个定位周期的移动距离,||xt-xt-1||2为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vt·Ts与||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000122
的高斯分布。
在一些示例中,当上述的移动终端在第t个定位周期内移动时,内置于该移动终端中的加速度传感器可以探测到该移动终端移动的加速度,从而可以根据该移动终端在该第t个定位周期内移动的加速度和第t个定位周期的时长,计算出该移动终端在该第t个定位周期内的移动速度。因此,上述的移动终端可以获取到自身在第t个定位周期内的移动速度。
具体的,如图4所示,图4中的圆心为第t-1个定位周期时,上述的移动终端的位置,在第t个定位周期内,上述的移动终端移动的距离为vt·Ts,由于上述的移动终端未确定自身的移动方向,则上述的移动终端在第t个定位周期末的位置可以是以第t-1个定位周期时的位置为圆心,以移动距离vt·Ts为半径的圆上,
在实际应用中,该移动终端在以速度vt移动时,在第t个定位周期末的位置并非一定会移动至该以移动距离vt·Ts为半径的圆上,而是在由图4中阴影所示的圆环区域组成的置信区间内。
因此,移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间具有上述公式所示的转移概率函数关系。
基于上述的似然函数和转移概率函数,为了使得在确定上述的移动终端的待定位位置时,能够减少定位误差,上述的移动终端,可以首先根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数。然后根据该消息传递函数,来确定移动终端的待定位位置。
具体的,上述的移动终端可以根据室内多个无线接入点的位置信息al、移动终端的移动速度vT、移动终端在当前定位周期与第l个无线接入点的距离
Figure BDA0001785996620000134
当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数μ(xT)。
其中,当t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,1≤t≤T,当t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),p(x0)为预先确定的先验概率,预先确定的先验概率用于表示移动终端在室内中任一位置的概率,T为当前定位周期的周期数,
Figure BDA0001785996620000131
Figure BDA0001785996620000132
xT为移动终端在当前定位周期的位置信息,xT=(xT,yT),xT为在当前定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yT为在当前定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000133
为在当前定位周期内,待定位位置信息xT与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,
Figure BDA0001785996620000141
xT-1为移动终端在当前定位周期的上一周期的位置信息,xT-1=(xT-1,yT-1),xT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的横坐标,yT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的纵坐标,vT·Ts为移动终端在当前定位周期内的移动距离,||xT-xT-1||2为移动终端在当前定位周期的位置信息xT,与在当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vT·Ts与||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000142
的高斯分布。
具体的,当上述的移动装置在第一次定位时,可以将预先确定的先验概率p(x0)作为第一次定位时的消息传递概率μ(xt-1)=μ(x0),当t=1时,p(xt|xt-1)=p(x1|x0),p(x1|x0)表示第一次定位时的位置信息与上述的移动装置的初始位置信息的转移概率。
通过使用上述的似然函数和转移概率函数,可以使得上述的移动装置在确定自身的待定位位置时,不是仅仅依靠自身与多个接入点的距离来确定自身位置,而是综合自身与多个接入点的距离、和自身的移动速度来确定自身位置。这样可以减少复杂的室内环境对定位精度的影响,使得定位更加准确。
进一步的,通过在每次定位时计算自身的在当前定位周期的消息传递函数,可以使得上述的移动终端仅保存当前定位周期的消息传递函数,以便当前定位周期的下一定位周期使用,而不需要保存当前定位周期之前的所有定位周期的消息传递函数,减少消息传递函数对该移动终端存储空间的占用。并且,在每个定位周期内,仅计算一次消息传递函数,可以提高上述移动终端的计算效率,进而可以减少定位过程中的时间消耗。提高定位效率。
S130,对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数。
具体的,上述的移动终端,在得到自身在当前定位周期的消息传递函数后,为了计算自身的待定位位置,可以对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,
在一些示例中,上述的移动终端,可以通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000151
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化;
其中,
Figure BDA0001785996620000152
为该移动终端在当前定位周期,归一化后的消息传递函数。
通过对该移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,可以方便后续步骤计算该移动终端的当前待定位位置信息。
上述的移动终端在得到归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数后,可以将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数,以便计算自身的待定位位置信息。
S140,计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
具体的,上述的移动终端在得到自身的当前待定位位置信息的后验概率函数后,可以根据自身的当前待定位位置信息的后验概率函数,计算自身当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,然后将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
在一些示例中,上述的移动终端,可以通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000153
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure BDA0001785996620000154
通过本发明实施例的一种室内定位方法,在确定移动终端的位置时,可以首先获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,然后根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,通过确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,可以使得该消息传递函数包含有自身在当前定位周期内的位置信息的似然函数、以及与上一定位周期的位置信息之间的转移概率。最后,通过对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。可以使得在计算自身的当前待定位位置信息时,综合自身与多个无线接入点的距离和自身移动速度,来确定自身的位置。从而可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响,提高了定位精度。
为了更清楚的说明本发明实施例的效果,本发明实施例对本发明实施例的一种室内定位方法和现有技术中基于最小二乘的到达时间定位方法,采用表1所示的参数进行了累计分布概率仿真,仿真结果如图5a所示。
表1累计分布概率仿真参数表
参数 参数
室内环境尺寸 长*宽=50m*30m 仿真总周期数 2000个
无线接入点数量 3个 测距噪声标准差 2.4m
移动终端数量 1个 测速噪声标准差 0.2m/s
定位周期 1s 移动终端移动速度 0m/s、1m/s、3m/s
在图5a中,移动终端分别以速度0m/s(静止)、1m/s、3m/s在室内环境中做随机移动,仿真显示了在仿真总周期数中,每个定位周期末本发明实施例的一种室内定位方法和现有技术中基于最小二乘的到达时间定位方法所输出的定位结果与真实位置结果的误差值的累计分布概率(以仿真总周期数内误差出现的频率代表)。可以看出,在同一速度条件下,本发明实施例中所提供的的定位方法的误差要更小,因此本发明实施例中所提供的定位方法的定位精度更优。
本发明实施例对本发明实施例的一种室内定位方法和现有技术中基于最小二乘的到达时间定位方法,采用表2所示的参数进行了定位误差随测量距离噪声标准差变化的仿真,仿真结果如图5b所示。
表2定位误差随测量距离噪声标准差变化参数表
参数 参数
室内环境尺寸 长*宽=50m*30m 仿真总周期数 2000个
无线接入点数量 3个 测量距离噪声标准差 0m~4.5m
移动终端数量 1个 测量速度噪声标准差 0.2m/s
定位周期 1s 移动终端移动速度 3m/s
参见图5b,移动终端以3m/s的速度在室内环境中做随机移动,仿真显示了在仿真总周期数内,定位误差随测量距离噪声标准差增长的变化趋势及其拟合曲线。可以看出,随着测量距离噪声的增大,本发明实施例的室内定位方法的误差增长地更为缓慢,因此本发明实施例中的室内定位方法更能够抗拒测量距离噪声的影响,具有更强的稳定性。
相应于上述的方法实施例,本发明实施例还提供了一种室内定位装置,如图6所示,为本发明实施例的一种室内定位装置的结构示意图,该装置可以应用于每个定位周期,包括:
获取模块610,用于获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值。
消息传递函数确定模块620,用于根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;
归一化模块630,用于对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;
定位模块640,用于计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
通过本发明实施例的一种室内定位装置,在确定移动终端的位置时,可以首先获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,然后根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,通过确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,可以使得该消息传递函数包含有自身在当前定位周期内的位置信息的似然函数、以及与上一定位周期的位置信息之间的转移概率。最后,通过对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。可以使得在计算自身的当前待定位位置信息时,综合自身与多个无线接入点的距离和自身移动速度,来确定自身的位置。从而可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响,提高了定位精度。
具体的,消息传递函数确定模块620,具体用于通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000181
预先确定待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系;
其中,
Figure BDA0001785996620000182
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,xt=(xt,yt),xt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yt为在第t个定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000183
为在第t个定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,||xt-al||2为待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,
Figure BDA0001785996620000184
与||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000185
的高斯分布,al=(xl,yl),xl为l个无线接入点的横坐标,yl为第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,L为无线接入点的总数。
具体的,消息传递函数确定模块620,还用于通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000191
确定移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,p(xt|xt-1)为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,xt=(xt,yt),xt-1=(xt-1,yt-1),vt为移动终端在第t个定位周期的移动速度,Ts为定位周期的时长,vt·Ts为移动终端在第t个定位周期的移动距离,||xt-xt-1||2为移动终端在第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vt·Ts与||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000192
的高斯分布。
具体的,消息传递函数确定模块620,还用于:
根据室内多个无线接入点的位置信息al、移动终端的移动速度vT、移动终端在当前定位周期与第l个无线接入点的距离
Figure BDA0001785996620000193
当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数μ(xT);
其中,当t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,1≤t≤T,当t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),p(x0)为预先确定的先验概率,预先确定的先验概率用于表示移动终端在室内中任一位置的概率,T为当前定位周期的周期数,
Figure BDA0001785996620000194
Figure BDA0001785996620000195
xT为移动终端在当前定位周期的位置信息,xT=(xT,yT),xT为在当前定位周期内,待定位位置信息的横坐标,yT为在当前定位周期内,待定位位置信息的纵坐标,
Figure BDA0001785996620000201
为在当前定位周期内,待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,
Figure BDA0001785996620000202
xT-1为移动终端在当前定位周期的上一周期的位置信息,xT-1=(xT-1,yT-1),xT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的横坐标,yT-1为在当前定位周期的上一周期内,待定位位置信息的纵坐标,vT·Ts为移动终端在当前定位周期内的移动距离,||xT-xT-1||2为移动终端在当前定位周期的位置信息xT,与在当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,vT·Ts与||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure BDA0001785996620000203
的高斯分布。
具体的,归一化模块630,具体用于:通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000204
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,
Figure BDA0001785996620000205
为归一化后的消息传递函数;
具体的,定位模块640,具体用于:通过以下公式:
Figure BDA0001785996620000206
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure BDA0001785996620000207
本发明实施例还提供了一种移动终端,如图7所示,包括处理器710、通信接口720、存储器730和通信总线740,其中,处理器710,通信接口720,存储器730通过通信总线740完成相互间的通信,
存储器730,用于存放计算机程序;
处理器710,用于执行存储器730上所存放的程序时,实现如下步骤:
获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值;
根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
通过本发明实施例的一种移动终端,在确定自身的位置时,可以首先获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,然后根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,通过确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,可以使得该消息传递函数包含有自身在当前定位周期内的位置信息的似然函数、以及与上一定位周期的位置信息之间的转移概率。最后,通过对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。可以使得在计算自身的当前待定位位置信息时,综合自身与多个无线接入点的距离和自身移动速度,来确定自身的位置。从而可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响,提高了定位精度。
上述移动终端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。
通信接口用于上述移动终端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内存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时实现如下步骤:
获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,消息传递函数用于表示移动终端在上一周期的位置信息和移动速度,对移动终端在当前定位周期的位置信息的影响值;
根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数;
对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;
计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。
通过本发明实施例的一种计算机可读存储介质,在确定移动终端的位置时,可以首先获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数,然后根据室内多个无线接入点的位置信息、移动终端的移动速度、移动终端在当前定位周期与每个无线接入点的距离、当前定位周期的上一周期的消息传递函数、预先确定的待定位位置信息与多个无线接入点之间的关系以及预先确定的移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,通过确定移动终端在当前定位周期的消息传递函数,可以使得该消息传递函数包含有自身在当前定位周期内的位置信息的似然函数、以及与上一定位周期的位置信息之间的转移概率。最后,通过对移动终端在当前定位周期的消息传递函数进行归一化,将归一化后的移动终端在当前定位周期的消息传递函数作为移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数;计算移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值,并将移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为当前待定位位置信息。可以使得在计算自身的当前待定位位置信息时,综合自身与多个无线接入点的距离和自身移动速度,来确定自身的位置。从而可以减少复杂的室内环境对移动终端的定位精度的影响,提高了定位精度。
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,对于系统实施例而言,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,应用于每个定位周期,所述方法包括:
获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、所述移动终端在当前定位周期与每个所述无线接入点的距离、所述当前定位周期的上一周期的消息传递函数,所述消息传递函数用于表示所述移动终端在所述上一周期的位置信息和移动速度,对所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息的影响值;
通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000011
预先确定待定位位置信息与所述多个无线接入点之间的关系;其中,所述
Figure FDA0002350618000000012
为在第t个定位周期内,所述待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,所述xt=(xt,yt),所述xt为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yt为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述
Figure FDA0002350618000000013
为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息xt与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,所述||xt-al||2为所述待定位位置信息xt与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,所述
Figure FDA0002350618000000014
与所述||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000015
的高斯分布,所述al=(xl,yl),所述xl为l个无线接入点的横坐标,所述yl为所述第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,所述L为所述无线接入点的总数;
通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000016
确定所述移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,所述p(xt|xt-1)为所述移动终端在所述第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,所述xt=(xt,yt),所述xt-1=(xt-1,yt-1),所述vt为所述移动终端在所述第t个定位周期的移动速度,所述Ts为定位周期的时长,所述vt·Ts为所述移动终端在所述第t个定位周期的移动距离,所述||xt-xt-1||2为所述移动终端在所述第t个定位周期的位置信息xt与在所述第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,所述vt·Ts与所述||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000021
的高斯分布;
根据所述室内多个无线接入点的位置信息al、所述移动终端的移动速度vT、所述移动终端在当前定位周期与第l个所述无线接入点的距离
Figure FDA0002350618000000022
所述当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的所述待定位位置信息与所述多个无线接入点之间的关系以及预先确定的所述移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数μ(xT);
其中,当所述t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,所述1≤t≤T,当所述t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),所述p(x0)为预先确定的先验概率,所述预先确定的先验概率用于表示所述移动终端在所述室内中任一位置的概率,所述T为所述当前定位周期的周期数,所述
Figure FDA0002350618000000023
所述
Figure FDA0002350618000000024
所述
Figure FDA0002350618000000025
所述xT为所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息,所述xT=(xT,yT),所述xT为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yT为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述
Figure FDA0002350618000000026
为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息xT与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,所述
Figure FDA0002350618000000027
所述xT-1为所述移动终端在所述当前定位周期的上一周期的位置信息,所述xT-1=(xT-1,yT-1),所述xT-1为在所述当前定位周期的上一周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yT-1为在所述当前定位周期的上一周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述vT·Ts为所述移动终端在所述当前定位周期内的移动距离,所述||xT-xT-1||2为所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息xT,与在所述当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,所述vT·Ts与所述||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000031
的高斯分布;
通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000032
对所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数作为所述移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数,所述
Figure FDA0002350618000000033
为归一化后的消息传递函数;
通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000034
计算所述移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure FDA0002350618000000035
并将所述移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为所述当前待定位位置信息。
2.一种室内定位装置,其特征在于,应用于每个定位周期,所述装置包括:
获取模块,用于获取室内多个无线接入点在当前定位周期的位置信息、移动终端的移动速度、所述移动终端在当前定位周期与每个所述无线接入点的距离、所述当前定位周期的上一周期的消息传递函数,所述消息传递函数用于表示所述移动终端在所述上一周期的位置信息和移动速度,对所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息的影响值;
消息传递函数确定模块,用于通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000041
预先确定待定位位置信息与所述多个无线接入点之间的关系;
其中,所述
Figure FDA0002350618000000042
为在第t个定位周期内,所述待定位位置信息xt与第l个无线接入点的位置信息al之间的似然函数,所述xt=(xt,yt),所述xt为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yt为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述
Figure FDA0002350618000000043
为在所述第t个定位周期内,所述待定位位置信息xt与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,所述||xt-al||2为所述待定位位置信息xt与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的欧式距离,所述
Figure FDA0002350618000000044
与所述||xt-al||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000045
的高斯分布,所述al=(xl,yl),所述xl为l个无线接入点的横坐标,所述yl为所述第l个无线接入点的纵坐标,1≤l≤L,所述L为所述无线接入点的总数;
所述消息传递函数确定模块,还用于通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000046
确定所述移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系;
其中,所述p(xt|xt-1)为所述移动终端在所述第t个定位周期的位置信息xt与在第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的转移概率函数,所述xt=(xt,yt),所述xt-1=(xt-1,yt-1),所述vt为所述移动终端在所述第t个定位周期的移动速度,所述Ts为定位周期的时长,所述vt·Ts为所述移动终端在所述第t个定位周期的移动距离,所述||xt-xt-1||2为所述移动终端在所述第t个定位周期的位置信息xt与在所述第t-1个定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,所述vt·Ts与所述||xt-xt-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000047
的高斯分布;
所述消息传递函数确定模块,还用于:
根据所述室内多个无线接入点的位置信息al、所述移动终端的移动速度vT、所述移动终端在当前定位周期与第l个所述无线接入点的距离
Figure FDA0002350618000000048
所述当前定位周期的上一周期的消息传递函数μ(xT-1)、预先确定的所述待定位位置信息与所述多个无线接入点之间的关系以及预先确定的所述移动终端的两个连续定位周期的位置信息之间的关系,通过以下公式:
μ(xt)=∫μ(xt-1)p(dt|xt)·p(xt|xt-1)dxt-1
确定所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数μ(xT);
其中,当所述t=T时,μ(xt)=μ(xT)=∫μ(xT-1)p(dT|xT)·p(xT|xT-1)dxT-1,所述1≤t≤T,当所述t=1时,μ(xt-1)=μ(x0)=p(x0),所述p(x0)为预先确定的先验概率,所述预先确定的先验概率用于表示所述移动终端在所述室内中任一位置的概率,所述T为所述当前定位周期的周期数,所述
Figure FDA0002350618000000051
所述
Figure FDA0002350618000000052
所述
Figure FDA0002350618000000053
所述xT为所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息,所述xT=(xT,yT),所述xT为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yT为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述
Figure FDA0002350618000000054
为在所述当前定位周期内,所述待定位位置信息xt与所述第l个无线接入点的位置信息al之间的距离,所述
Figure FDA0002350618000000055
所述xT-1为所述移动终端在所述当前定位周期的上一周期的位置信息,所述xT-1=(xT-1,yT-1),所述xT-1为在所述当前定位周期的上一周期内,所述待定位位置信息的横坐标,所述yT-1为在所述当前定位周期的上一周期内,所述待定位位置信息的纵坐标,所述vT·Ts为所述移动终端在所述当前定位周期内的移动距离,所述||xT-xT-1||2为所述移动终端在所述当前定位周期的位置信息xT,与在所述当前定位周期的上一定位周期的位置信息xt-1之间的欧式距离,所述vT·Ts与所述||xT-xT-1||2的差值服从均值为0,方差为
Figure FDA0002350618000000061
的高斯分布;
归一化模块,用于通过以下公式:
Figure FDA0002350618000000062
对所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数进行归一化,并将归一化后的所述移动终端在所述当前定位周期的消息传递函数作为所述移动终端的当前待定位位置信息的后验概率函数,所述
Figure FDA0002350618000000063
为归一化后的消息传递函数;
定位模块,用于以下公式:
Figure FDA0002350618000000064
计算所述移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值
Figure FDA0002350618000000065
并将所述移动终端当前待定位位置信息的后验概率函数的期望值作为所述当前待定位位置信息。
3.一种移动终端,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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