CN109814141A - 一种定位方法、终端及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的定位方法、终端及介质,该方法当接收到蓝牙信号、且蓝牙信号的信号强度高于预设的蓝牙下限值时,根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息;如果接收不到蓝牙信号,则接收卫星导航信号;对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号;根据所述卫星导航筛选信号的信号强度,对卫星导航筛选信号对应的卫星进行加权运算,得到初步定位信息;对所述初步定位信息进行卡尔曼滤波,得到最终定位信息。该方法采用差分模式和蓝牙相结合的方式进行高精度定位,定位精度可以达到10cm以内,定位精度较原有普通GPS定位的10米精度,有非常大的提升,满足铁路巡检的需求。

Description

一种定位方法、终端及介质
技术领域
本发明属于信息处理领域,具体涉及一种定位方法、终端及介质。
背景技术
铁路巡检对于定位精度要求相对比较高,要求能够准确地定位到铁路轨道、道岔等,因此需要定位精度不低于10cm。普通巡检终端仅采用GPS单点定位技术,由于铁路信息属于国家重要信息,所以铁路巡检不能仅依托GPS进行定位。并且GPS单点定位技术存在定位精度低,无法准确判断铁道轨道位置等缺陷。
而且,在车站、道班等区域,由于存在雨棚等遮挡,普通的GPS定位不能取得较好的定位结果,存在定位漂移大,甚至漂移到铁轨中去的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明提供一种定位方法、终端及介质,提高了铁路巡检的定位精度。
第一方面,一种定位方法,包括以下步骤:
当接收到蓝牙信号、且蓝牙信号的无线信号强度高于预设的蓝牙下限值时,根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息;
如果接收不到蓝牙信号,则接收卫星导航信号;
对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号;
根据所述卫星导航筛选信号的信号强度,对卫星导航筛选信号对应的卫星进行加权运算,得到初步定位信息;
对所述初步定位信息进行卡尔曼滤波,得到最终定位信息。
优选地,所述根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息具体包括:
接收卫星导航信号;
将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息。
优选地,所述位置模型的构建方法包括:
在定位区域建立若干个采样点;
依次在采样点上测量蓝牙接入点的无线信号强度,并将各个蓝牙接入点与其对应的无线信号强度进行关联,构建所述位置模型。
优选地,所述将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息具体包括:
利用模式匹配的算法,将接收到的所述蓝牙信号与位置模型中蓝牙接入点的无线信号强度进行匹配;
当匹配成功后,根据匹配成功的蓝牙接入点得到所述最终定位信息。
优选地,所述将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息具体包括:
假设采样点的坐标集合L为:
其中xi和yi分别为第i个采样点平面坐标;N为采样点的个数;
每个采样点上检测到的蓝牙接入点的无线信号强度Si为:
Si=(si1,si2,sij,…,siM) (2)
其中sij为第i个采样点对应的第j个蓝牙接入点的无线信号强度;M为总的蓝牙接入点的个数;
根据贝叶斯定理,验后概率P(Li|Su)为:
式中,Su为用户检测到的无线信号强度,P(Su|Li)是Su在第i个采样点的条件概率;P(Li)为第i个采样点的位置在测量区域的先验概率;P(Su)是用户N检测到的无线信号强度的先验概率;
假设每个采样点上的不同蓝牙接入点的无线信号强度值是相互独立的,则P(Su|Li)表示为:
P(Su|Li)=P(s1|Li)·P(s2|Li)·P(sj|Li)…P(sM|Li) (4)
定义最大的验后概率对应的采样点为所述最终定位信息Lu
Lu=max{P(Li|Su)}。
优选地,所述对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号具体包括:
按照预设的筛选规则,利用预报的卫星情况对所述卫星导航信号进行筛选,得到所述卫星导航筛选信号。
优选地,所述预报的卫星情况包括以往采集的卫星导航信号。
优选地,所述筛选卫星导航信号具体包括:
当所述卫星导航信号的信号强度小于39dbHz,或者是预报的卫星情况的残差低于预设的下限值时,剔除所述卫星导航信号。
第二方面,一种终端,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行第一方面所述的方法。
第三方面,一种计算机可读存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行第一方面所述的方法。
由上述技术方案可知,本发明提供的定位方法、终端及介质,采用差分模式和蓝牙相结合的方式进行高精度定位,定位精度可以达到10cm以内,定位精度较原有普通GPS定位的10米精度,有非常大的提升,满足铁路巡检的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为实施例一提供的定位方法的流程图。
图2为实施例三提供的终端的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是,除非另有说明,本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
应当理解,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解,在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样,除非上下文清楚地指明其它情况,否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地,短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
具体实现中,本发明实施例中描述的终端包括但不限于诸如具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话、膝上型计算机或平板计算机之类的其它便携式设备。还应当理解的是,在某些实施例中,所述设备并非便携式通信设备,而是具有触摸敏感表面(例如,触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。
在接下来的讨论中,描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而,应当理解的是,终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和/或控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。
实施例一:
一种定位方法,参见图1,包括以下步骤:
S1:当接收到蓝牙信号、且蓝牙信号的无线信号强度高于预设的蓝牙下限值时,根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息;
具体地,如果用户所在的定位区域既能接收到卫星导航,也能接收到蓝牙信号,根据蓝牙信号进行定位。如果蓝牙信号的无线信号强度高于预设的蓝牙下限值时,说明能接收到稳定的蓝牙信号。
S2:如果接收不到蓝牙信号,则接收卫星导航信号,根据卫星导航信号进行定位;
S3:对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号;
具体地,该方法可以通过卫星导航系统接收机接收卫星导航筛选信号。
其中在筛选卫星导航信号时,按照预设的筛选规则,利用预报的卫星情况对所述卫星导航信号进行筛选,得到所述卫星导航筛选信号。所述预报的卫星情况包括以往采集的卫星导航信号。
具体地,当剔除掉所有不符合筛选规则的卫星导航信号,剩余的卫星导航信号定义为卫星导航筛选信号。
预设的筛选规则包括:当所述卫星导航信号的信号强度小于39dbHz,或者是预报的卫星情况的残差低于预设的下限值时,剔除所述卫星导航信号。这样,不再接收被剔除掉的卫星的卫星导航信号,且该卫星的卫星导航信号不再应用于后续的步骤中。
S4:根据所述卫星导航筛选信号的信号强度,对卫星导航筛选信号对应的卫星进行加权运算,得到初步定位信息;
具体地,根据剩余的卫星导航筛选信号得到初步定位信息。
S5:对所述初步定位信息进行卡尔曼滤波,得到最终定位信息。
具体地,对初步定位信息进行卡尔曼滤波,抛弃孤点、减少严重多径造成的定位偏差,得到高精度的最终定位结果。
由于铁路巡检环境下,雨棚等遮挡会对卫星导航信号产生遮挡和干扰,同时形成的多路径效应会大幅降低定位精度等情况。导致现有的应用于铁路巡检的卫星定位方法,会发生定位误差大、定位偏甚至飞点等现象。
该方法采用差分模式和蓝牙相结合的方式进行高精度定位,定位精度可以达到10cm以内,定位精度较原有普通GPS定位的10米精度,有非常大的提升,满足铁路巡检的需求。
实施例二:
实施例二在实施例一的基础上,增加以下内容:
所述根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息具体包括:
接收卫星导航信号;
将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息。
具体地,利用蓝牙信号进行定位时,首先根据位置信息、蓝牙进行建模,将得到的位置模型存储于服务器上。在进行定位时,将蓝牙信息状态与位置模型进行比对,获得位置信息。
利用模式匹配的方法来定位一般是分为两个阶段:离线采样阶段(offline-phase)和在线定位阶段(real-time phase)。第一个阶段的目的是建立蓝牙信号的无线信号强度与采样点关系的数据库,即位置指纹库(Fingerprint)或者无线电地图(RadioMap)。为了生成位置模型,可采用以下方法:
在定位区域建立若干个采样点;
依次在采样点上测量蓝牙接入点的无线信号强度,并将各个蓝牙接入点与其对应的无线信号强度进行关联,构建所述位置模型。
第二阶段,当用户移动到某一位置时,根据其接收到的蓝牙信号与位置模型的信息利用模式匹配的算法求出用户的位置。具体包括:
利用模式匹配的算法,将接收到的所述蓝牙信号与位置模型中蓝牙接入点的无线信号强度进行匹配;
当匹配成功后,根据匹配成功的蓝牙接入点得到所述最终定位信息。
优选地,所述将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息具体包括:
假设采样点的坐标集合L为:
其中xi和yi分别为第i个采样点平面坐标;N为采样点的个数;
每个采样点上检测到的蓝牙接入点的无线信号强度Si为:
Si=(si1,si2,sij,…,siM) (2)
其中sij为第i个采样点对应的第j个蓝牙接入点的无线信号强度;M为总的蓝牙接入点的个数;Si与Li是一一对应的关系。
根据贝叶斯定理,验后概率P(Li|Su)为:
式中,Su为用户检测到的无线信号强度,Su=(s1,s2,…,sM);P(Su|Li)是Su在第i个采样点的条件概率;P(Li)为第i个采样点的位置在测量区域的先验概率;P(Su)是用户检测到的无线信号强度的先验概率;一般来说,由于用户可能出现在定位区域的任何位置,因此通常认为P(Li)服从均匀分布。
假设每个采样点上的不同蓝牙接入点的无线信号强度值是相互独立的,则P(Su|Li)表示为:
P(Su|Li)=P(s1|Li)·P(s2|Li)·P(sj|Li)…P(sM|Li) (4)
每个蓝牙接入点的无线信号强度在第i个采样点上的条件概率P(sj|Li),可以通过离线采样阶段的该点的无线信号强度的先验概率分布函数求得。常用的估计先验概率分布函数的方法有两种:核函数法和直方图法。
核函数法:该方法利用核函数来求出各采样点的每个蓝牙接入点的无线信号强度的先验概率分布,比较常用的是高斯核函数。
直方图法:该方法先画出各个采样点离线阶段每个蓝牙接入点的无线信号强度值分布的直方图,然后利用直方图得到落在不同区间的无线信号强度的概率。
定义最大的验后概率对应的采样点为所述最终定位信息Lu
Lu=max{P(Li|Su)}。
如果卫星导航信号不能得到定位结果,仅能收到蓝牙信号,则根据接收到蓝牙信号的无线信号强度折算出用户距离蓝牙源的距离,并在整体坐标框架上给出用户的位置信息。蓝牙定位可采用几何法定位法,通过边长交会的方法求出终端(即用户)的位置信息。
本发明实施例所提供的方法,为简要描述,实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例三:
一种终端,参见图2,包括处理器801、输入设备802、输出设备803和存储器804,所述处理器801、输入设备802、输出设备803和存储器804通过总线805相互连接,其中,所述存储器804用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器801被配置用于调用所述程序指令,执行实施例一、二所述的方法。
应当理解,在本发明实施例中,所称处理器801可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit,CPU),该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(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、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备802可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等,输出设备803可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器804可以包括只读存储器和随机存取存储器,并向处理器801提供指令和数据。存储器804的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如,存储器804还可以存储设备类型的信息。
本发明实施例所提供的终端,为简要描述,实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
实施例四:
一种计算机可读存储介质,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行实施例一、二所述的方法。
所述计算机可读存储介质可以是前述任一实施例所述的终端的内部存储单元,例如终端的硬盘或内存。所述计算机可读存储介质也可以是所述终端的外部存储设备,例如所述终端上配备的插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card,SMC),安全数字(SecureDigital,SD)卡,闪存卡(Flash Card)等。进一步地,所述计算机可读存储介质还可以既包括所述终端的内部存储单元也包括外部存储设备。所述计算机可读存储介质用于存储所述计算机程序以及所述终端所需的其他程序和数据。所述计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现,为了清楚地说明硬件和软件的可互换性,在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行,取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能,但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
本发明实施例所提供的介质,为简要描述,实施例部分未提及之处,可参考前述方法实施例中相应内容。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种定位方法,其特征在于,包括以下步骤:
当接收到蓝牙信号、且蓝牙信号的无线信号强度高于预设的蓝牙下限值时,根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息;
如果接收不到蓝牙信号,则接收卫星导航信号;
对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号;
根据所述卫星导航筛选信号的信号强度,对卫星导航筛选信号对应的卫星进行加权运算,得到初步定位信息;
对所述初步定位信息进行卡尔曼滤波,得到最终定位信息。
2.根据权利要求1所述定位方法,其特征在于,所述根据蓝牙信号进行定位,获得最终定位信息具体包括:
接收卫星导航信号;
将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息。
3.根据权利要求2所述定位方法,其特征在于,所述位置模型的构建方法包括:
在定位区域建立若干个采样点;
依次在采样点上测量蓝牙接入点的无线信号强度,并将各个蓝牙接入点与其对应的无线信号强度进行关联,构建所述位置模型。
4.根据权利要求3所述定位方法,其特征在于,所述将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息具体包括:
利用模式匹配的算法,将接收到的所述蓝牙信号与位置模型中蓝牙接入点的无线信号强度进行匹配;
当匹配成功后,根据匹配成功的蓝牙接入点得到所述最终定位信息。
5.根据权利要求4所述定位方法,其特征在于,所述将所述蓝牙信号与预设的位置模型进行对比,获得最终定位信息具体包括:
假设采样点的坐标集合L为:
其中xi和yi分别为第i个采样点平面坐标;N为采样点的个数;
每个采样点上检测到的蓝牙接入点的无线信号强度Si为:
Si=(si1,si2,sij,…,siM) (2)
其中sij为第i个采样点对应的第j个蓝牙接入点的无线信号强度;M为总的蓝牙接入点的个数;
根据贝叶斯定理,验后概率P(Li|Su)为:
式中,Su为用户检测到的无线信号强度,P(Su|Li)是Su在第i个采样点的条件概率;P(Li)为第i个采样点的位置在测量区域的先验概率;P(Su)是用户检测到的无线信号强度的先验概率;
假设每个采样点上的不同蓝牙接入点的无线信号强度值是相互独立的,则P(Su|Li)表示为:
P(Su|Li)=P(s1|Li)·P(s2|Li)·P(sj|Li)…P(sM|Li) (4)
定义最大的验后概率对应的采样点为所述最终定位信息Lu
Lu=max{P(Li|Su)}。
6.根据权利要求1所述定位方法,其特征在于,所述对所述卫星导航信号进行筛选,以得到卫星导航筛选信号具体包括:
按照预设的筛选规则,利用预报的卫星情况对所述卫星导航信号进行筛选,得到所述卫星导航筛选信号。
7.根据权利要求6所述定位方法,其特征在于,
所述预报的卫星情况包括以往采集的卫星导航信号。
8.根据权利要求7所述定位方法,其特征在于,所述筛选卫星导航信号具体包括:
当所述卫星导航信号的信号强度小于39dbHz,或者是预报的卫星情况的残差低于预设的下限值时,剔除所述卫星导航信号。
9.一种终端,其特征在于,包括处理器、输入设备、输出设备和存储器,所述处理器、输入设备、输出设备和存储器相互连接,其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述处理器被配置用于调用所述程序指令,执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序包括程序指令,所述程序指令当被处理器执行时使所述处理器执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
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