CN110191508B - 基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端 - Google Patents
基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端。该定位方法,包括:获取当前位置处的无线指纹数据,所述无线指纹数据包括无线设备标识和每一无线设备标识被采集到的次数,其中,所述无线设备标识为所述已有无线组网内的无线设备的标识;将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点;将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息。该定位方法基于矿井隧道内的已有无线组网,利用本地的无线信号,根据本地预先存储的无线指纹地图,实现在矿井隧道内移动定位。
Description
技术领域
本发明属于矿井隧道内施工安全技术领域,尤其涉及一种基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端。
背景技术
采取切实有效的施工安全保障措施,保证施工作业人员的生命安全是安全生产的重要任务之一。
在矿井隧道等地形错综复杂,施工作业人员不易辨识方位的场景和环境中,GPS信号和基站信号受地形阻隔,难以可靠通信;而无线电信号质量差、通信不稳定,施工作业人员难以对自身方位进行准确定位,既增加了施工调度上的难度,也不利于危险情况下展开救援。
发明内容
本发明提供一种基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端,以解决目前矿井隧道内施工作业人员难以对自身方位进行准确定位的问题。
第一方面,如图1所示,本发明提供一种基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法,包括:
步骤S10:获取当前位置处的无线指纹数据,所述无线指纹数据包括无线设备标识和每一无线设备标识被采集到的次数,其中,所述无线设备标识为所述已有无线组网内的无线设备的唯一标识;
步骤S20:将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点;
步骤S30:将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息。
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
所述获取当前位置处的无线指纹数据,包括:
多次采集当前位置处的无线设备标识;
所述无线设备标识为WIFI接入点的bssid或蓝牙的MAC地址。
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
所述预先生成的矿井隧道内电子地图包括矿井隧道内的施工地图,所述施工地图用于展示所述矿井隧道内的施工目标点,每一所述施工目标点对应有三维坐标值;
所述将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息,包括:
根据确定的目标基准点的三维坐标值,搜索所述电子地图中各施工目标点的三维坐标值,确定与所述目标基准点最邻近的施工目标点,并展示在所述电子地图内。
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
在获取当前位置处的无线指纹数据之前,还包括:
生成矿井隧道内无线指纹地图的步骤:
在矿井隧道内的目标施工区域内,划分定位基准点,并为每一个基准点分配编号、使得其编号与其三维坐标值对应;
在每一个定位基准点处,多次采集所述定位基准点处的的无线指纹数据;
处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点k的权重pkj,其中,1≤k≤K,1≤j≤J;
处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk;
构建记载有定位基准点数据和无线标识数据的矿井隧道内无线指纹地图,其中,
所述定位基准点数据包括:定位基准点的编号、定位基准点的三维坐标值、定位基准点处可采集到的无线设备标识及其概率;
所述无线标识数据包括:无线设备标识、所述无线设备标识可定位至各定位基准点处的权重。
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
所述每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点k的权重pkj为在第k个基准点处无线设备标识j出现的总次数;
所述将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点,包括:
在所述每一无线设备标识被采集到的次数hi为1时,根据所述无线指纹数据X中的无线设备标识i,根据所述无线指纹地图内记载的定位基准点数据,利用改进的朴素贝叶斯公式,逐一确定所述无线指纹数据与各定位基准点的匹配度P(Y=Ck)P(X|Y=Ck),所述改进的朴素贝叶斯公式为:
mkj为所述无线指纹地图内记载的在第k个基准点处无线设备标识j出现的总次数;
P(bssidi|Y=Ck)取值为所述无线指纹地图内记载的在第k个基准点处无线设备标识i出现的总次数;
将与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点确定为目标基准点T:
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
所述将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点,包括:
在所述每一无线设备标识被采集到的次数hi为1时,根据所述无线指纹数据X中的无线设备标识i,根据所述无线指纹地图内记载的定位基准点数据和无线标识数据,利用改进的朴素贝叶斯公式,逐一确定所述无线指纹数据与各定位基准点的匹配度P(Y=Ck)P(X|Y=Ck),所述改进的朴素贝叶斯公式为:
P(bssidi|Y=Ck)取值为每一无线设备标识i可定位至所述定位基准点k的权重pki;
njk的取值为在定位基准点k处可采集到无线设备标识i的概率;
将与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点确定为目标基准点T:
进一步地,所述的矿井隧道内定位方法,
所述处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点的权重pkj,包括:
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中提取出全部的无线设备标识;
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中,提取出每一无线设备标识被采集到的次数并计算累加和Sigk;
针对每一个无线设备标识,该无线设备标识j被采集到的次数与所述累加和Sigk的比值即为该无线设备标识j可定位至所述定位基准点k处的权重pkj;或
所述处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk,包括:
从全部的定位基准点处的无线指纹数据分别提取出各无线设备标识j在各定位基准点k处被采集到的次数并计算累加和Sigj;
针对每一个定位基准点k,该无线设备标识j在定位基准点k处被采集到的次数与所述累加和Sigj的比值即为在该定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk。
第二方面,如图2所示,本发明提供一种基于已有无线组网的矿井隧道内定位移动终端,包括:
无线指纹数据获取模块100,用于:获取当前位置处的无线指纹数据,所述无线指纹数据包括无线设备标识和每一无线设备标识被采集到的次数,其中,所述无线设备标识为所述已有无线组网内的无线设备的标识;
目标基准点确定模块200,用于:将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点;
定位信息展示模块300,用于将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息。
本发明提供的基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法,基于矿井隧道内的已有无线组网,利用本地的无线信号,根据本地预先存储的无线指纹地图,实现在矿井隧道内移动定位。
本发明提供的基于已有无线组网的矿井隧道内定位移动终端,基于矿井隧道内的已有无线组网,利用本地的无线信号,根据本地预先存储的无线指纹地图,实现在矿井隧道内移动定位。该定位移动终端在定位过程中,采用离线计算的方式,不需要向其他设备发起通信,也不涉及请求其他设备的数据。
本发明提供的基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端可以使得矿井隧道内的施工作业人员快速准确地了解自身位置,有利于遵循安全生产规范以及在紧急情况下采用正确的紧急措施。
附图说明
通过参考下面的附图,可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式:
图1为本发明一个实施例的基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法的流程示意图;
图2为本发明一个实施例的基于已有无线组网的矿井隧道内定位移动终端的组成示意图;
图3为本发明一个实施例的无线指纹数据收集示意图;
图4为本发明一个实施例的无线指纹地图的数据示意图;
图5为本发明另一个实施例的矿井隧道内定位方法的示意图;
图6为本发明另一个实施例的矿井隧道内定位方法划分基准点的示意图;
图7为本发明另一个实施例的矿井隧道内定位方法定位到基准点1的示意图;
图8为本发明另一个实施例的矿井隧道内定位方法定位到基准点4的示意图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式,然而,本发明可以用许多不同的形式来实施,并且不局限于此处描述的实施例,提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明,并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中,相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明,此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外,可以理解的是,以通常使用的词典限定的术语,应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义,而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
无线局域网络(Wireless Local Area Networks,简称WLAN);介质访问控制地址(Media Access Control,简称MAC地址);蓝牙(Blue Tooth)。
矿井施工需要建设完善的通信联络系统,一方面有利于了解井下的情况,另一方面发生险情时,及时通知井下人员撤离,提升了矿井施工的安全性。
随着近些年无线技术的发展,矿井无线WIFI网络的部署趋于成熟,但矿井内部无线信号干扰严重、地形遮挡、以及WIFI工作频率的限制,仅在部分区域才能可以保证稳定可用的无线访问节点(Access Point,简称AP),如运输调度室、采区变电所、水泵房、工作人员密集等区域。
虽然有严格的安全生产条例以及丰富的预防措施,但施工作业人员面临着地形复杂、位置不易辨识等环境因素的影响,尤其在无线通信干扰严重或不稳定的情况下,无论正常工作还是突发情况还是会出现施工作业人员因为路线不准确或错误而导致不能及时到达指定场所或安全区域的“迷路”现象。这种“迷路”现象,不仅影响施工进度甚至还会对人员和财产造成损失。
为提高无线通讯的可靠性,最直接的方法就是增加无线锚点的数量。但是,矿井内的无线锚点通常要求比较严苛,通常需要考虑电源供电、无线锚点信号强度、干扰、安全、地形等因素。
在矿井隧道场景中GPS信号和基站信号通信受阻,如何利用已有无线网络,并在无线信号质量差、通信不稳定的情况下,让矿井隧道内的施工作业人员快速准确了解自身位置,遵循安全生产规范以及采用正确的紧急措施是亟待解决的问题之一。
本发明提供的基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法及定位移动终端不需要在现有的基础通信设施或无线网络设施的基础上,增加部署额外的无线锚点;也不需要对接已有的无线网络管理系统。可以在不增加现有的无线网络部署和管理成本的前提下,向佩戴有该定位移动终端的施工作业人员提供精准的定位信息,以提高矿井隧道内施工的安全性。
具体地,该矿井隧道内定位方法首先采集目标施工区域(通常为立体的施工范围,某一处的位置信息包括x、y、z这3个相互垂直方向上的地理坐标;坐标系的原点可以根据施工现场的勘测数据确定)的无线指纹数据,按照预先设定的规则生成目标区域内的无线指纹地图,并将该无线指纹地图预先导入到各自主定位设备。
该可穿戴设备预先导入或下载有目标施工区域对应的无线指纹地图。施工作业人员应用该可穿戴设备进行自身定位时,在接收到定位请求后,该可穿戴设备获取本地的无线WLAN信号,根据预先存储的无线指纹地图,采用离线计算,定位当前所在位置。
具体地,该自主定位设备为可穿戴设备。该可穿戴设备在采集到无线指纹数据后,根据预先生成的指纹地图,利用该矿井隧道内定位方法实现对该可穿戴设备所在位置的快速定位。
进一步地,通过该可穿戴设备上设置的展示模块(如,显示屏)或声音展示模块(如,语音播放器)来展示该可穿戴设备当前所在的地理位置信息。
本发明提供一种基于矿井隧道已有无线组网的快速定位方法,应用于矿井和隧道场景中,并应用于为施工作业人员配备的可穿戴设备中,准确地向施工作业人员提供当前位置,便于施工作业人员了解自身位置,采用正确行动措施。
具体地,在选择无线网络的特征信息时,考虑到矿井和隧道无线网络干扰严重、多径效应明显、不同终端的射频模块之间的差异,不采用无线网络的信号值作为计算特征,仅采用无线网络的指纹数据,比如:WIFI的bssid、蓝牙的MAC地址作为无线指纹特征。
具体地,在生成目标施工区域内的无线指纹地图时,首先根据目标施工区域内无线组网的情况,以及目标施工区域的地貌及作业任务(如施工图纸中的作业点,也即施工目标点),划分出定位基准点。应该理解为,这些定位基准点也是后续自主定位时待确定出的定位目标点。
针对划分出的定位基准点,逐一在这些基准点处搜集无线指纹数据。
在每一个基准点处,利用无线指纹采集设备(如手机,如信号探测器等可以获取无线指纹数据的设备),多次采集该基准点处的无线指纹数据,以增加信息的丰富程度,增加后续匹配时的准确性。
为了保证数据统一性,在每一个基准点处采集无线标识时,采用相同次数,如1万次。
应该理解为,无线指纹采集设备指任一具有无线网络标识搜索功能的设备,如具有无线连接功能的智能终端(如,包括无线射频模块的手机或pad),如具有无线连接功能的膝上计算机等。
如图3所示,记在目标施工区域内规划得到K个定位基准点,1≤k≤K,考虑到矿井和隧道的垂直施工及分层施工,该定位方法需要返回三维空间坐标系。因此,需要同时记录这K个基准点的三维坐标值。
随后,在每一个基准点k处,采集多次无线指纹;
应该理解为,定位基准点的数目K与可被采集到无线标签的无线设备的数目J具有一定的对应关系。为实现更好的定位效果,需要保证K<J,优选地,J为K的若干倍。
如图3所示,在基准点1处采集mk次:其中,第1次采集的指纹数据为{b1,b2,b5},共3枚无线指纹;第2次采集的指纹数据为{b1,b2},共2枚无线指纹;第3次采集的指纹数据为{b1,b2,b5,b6},共4枚无线指纹。
可以看出,在每一个基准点k处,每次采集得到的无线设备标识及各无线设备标识的数量可能不同。
指纹采集结束后,对针对各基准点采集得到的数据进行处理,生成针对该目标区域的无线指纹地图。
如图4左侧的基准点数据所示,在每一个基准点k处,累计采集得到mk枚无线指纹(也即,无线设备标识,如,bssid),这些无线指纹中来自全部的无线设备,这些无线设备标识可能被采集到一次或者多次。
可选地,基准点数据的结构如下:
{基准点id,x坐标,y坐标,z坐标,指纹数量mk}
如图4右侧的无线指纹数据所示,
无线指纹数据处理前如下:
{指纹id,bssid值,基准点id}
在采用去重处理计算权重时,将无线设备标识相同的指纹id累计出现的次数作为该指纹id或该无线设备标识的权重,从而减少后续利用无线设备标识来匹配指纹地图时的匹配次数;该无线设备标识的权重在后续定位计算中将被利用到。
无线指纹数据处理后的结构如下:
{指纹id,bssid,基准点id,指纹id对基准点id的权重}
在采用频次值来计算权重时,根据在基准点k处可以被采集到各无线指纹的累计出现频次,确定根据该第j枚无线指纹可以定位到基准点k处的权重pkj。
以基准点1为例。在基准点1处采集3次共获得9枚有效的无线指纹;其中,出现的bssid序号有4枚,分别为b1、b2、b5、b6。
则根据其频次数分别作为根据b1、b2、b5和b6确定定位基准点1的权重:
在采用频次值来计算概率时,记在该定位基准点处,记共采集到J枚独立的无线指纹;
也即:所述处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点的权重pkj,包括:
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中提取出全部的无线设备标识;
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中,提取出每一无线设备标识被采集到的次数并计算累加和Sigk;
针对每一个无线设备标识,该无线设备标识j被采集到的次数与所述累加和Sigk的比值即为该无线设备标识j可定位至所述定位基准点k处的权重pkj;及
所述处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk,包括:
从全部的定位基准点处的无线指纹数据分别提取出各无线设备标识j在各定位基准点k处被采集到的次数并计算累加和Sigj;
针对每一个定位基准点k,该无线设备标识j在定位基准点k处被采集到的次数与所述累加和Sigj的比值即为在该定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk。
在确定了各枚独立的无线指纹出现在各基准点处的概率或该第j枚无线指纹可以定位到基准点k处的权重后,即可生成无线指纹地图。
在该无线指纹地图中,针对每一个定位基准点,均对应地记载有可能在该定位基准点附近被辨识到的无线指纹的标识,及根据该无线指纹权重或概率。
将生成的无线指纹地图导入到各移动终端中,各移动终端可以为可穿戴设备;而各可穿戴设备可能设置有不同类型的射频模块。
之后,在可穿戴终端侧,采用以下的定位方法:
(1)采集当前位置处的无线指纹数据,如WIFI的bssid信息,记在当前位置点处共采集到N枚无线指纹,X={bssid1,bssid2,bssid3,…bssidi…,bssidN},其中,1≤i≤N≤J;
(2)计算X在各个基准点出现的概率,即
P(Y=Ck)P(X|Y=Ck);
(3)根据朴素贝叶斯判别公式确定X在各个基准点出现的概率及X在哪个定位基准点出现的概率最大:
鉴于WIFI的bssid信息X={bssid1,bssid2,bssid3,…bssidi…,bssidn}中包含多个bssid,采用X整体进行匹配需要占用大量计算资源。而在假定采集到的bssid彼此是独立出现的(该假定满足工程应用需要),对朴素贝叶斯判别公式进行调整,采用累计求和方式的计算公式,则步骤(3)的朴素贝叶斯计算公式简化为:
mkj为所述无线指纹地图内记载的在第k个基准点处无线设备标识j出现的总次数;
P(bssidi|Y=Ck)取值为所述无线指纹地图内记载的在第k个基准点处无线设备标识i出现的总次数。
由于处理后的无线指纹数据进行了去重和引入了权重,在不丢失运算经度的前提下大大的减少了无线指纹数据的匹配数量,其中分子部分直接查找无线指纹地图中的无线指纹数据{指纹id,bssid,基准点id,权重}中的权重,分母数据直接查找无线指纹地图的基准点数据{基准点id,x坐标,y坐标,z坐标,指纹数量}中的指纹数量。
或者
对朴素贝叶斯判别公式进行调整,采用累计求和方式的计算公式,则步骤(3)的朴素贝叶斯计算公式简化为:
所述改进的朴素贝叶斯公式为:
P(bssidi|Y=Ck)取值为每一无线设备标识i可定位至所述定位基准点k的权重pki;
njk的取值为在定位基准点k处可采集到无线设备标识i的概率。
根据确定出的目标基准点的坐标k(x,y,z),即可在可穿戴设备的电子地图上高亮或者其他人机交互的方式显示携带该可穿戴设备的施工作业人员当前所处的地理位置,从而实现在矿井隧道利用已有无线组网设备的快速定位方法。
如,可以在穿戴设备内预先存储的电子地图中显示该可穿戴设备及施工作业人员当前所处的位置;也可以设置语音播放模式,实时地语音播放该可穿戴设备及施工作业人员当前所处的位置。
应该理解为,这里的电子地图用于直观地显示地理方位,显示效果类似于“百度地图”或"高德地图"。具体实施时,可以将电子施工图纸或纸质施工图纸电子化后生成电子地图,并预先存储在可穿戴终端中,用于直观显示施工作业人员当前所处的地理方位。
实施例:
以下结合图5、图6、图7和图8,对该实施例的方法进行具体说明。
步骤一,对图6所示的目标区域按照三维坐标系划分为9个基准区域,并记录这9个基准区域内各定位基准点的三维坐标值,如,使得定位基准点位于基准区域中的中心位置或者其他具有便于定位的的位置。
步骤二,利用辅助信息采集设备在各基准区域内采集各基准点处的尽可能完整的bssid信息。
可以利用一台或多台辅助信息采集设备分别采集各基准点的bssid信息若干组。
步骤三,生成图6所示的目标区域对应的无线指纹地图数据,包括:
对无线指纹处理前数据去重并生成权重;
每个基准点采集完成之后,生成各基准点的总指纹数量及各独立的无线指纹出现的次数。
步骤四,将图6所示的目标区域对应的无线指纹地图导入到各可穿戴设备中,并使得施工作业人员穿戴单台的可穿戴设备与设备离线定位计算。
以图7为例,施工作业人员的穿戴设备采集到无线指纹数据包括b1,b2,b5;根据无线指纹地图中记载的b1,b2,b5在各基准定位点出现的次数,得到当前位置点与各定位基准点的相似度,确定相似度最高的定位基准点为当前位置所在的目标基准点,即基准点1。
若下一时刻,施工作业人员移动到图8中所示的位置,则可以采用相同的计算过程确定出施工作业人员当前位置所在的目标基准点,为基准点4。
另一方面,以上方法中,若当前无线网络中某些节点故障或者关闭时,该定位方法仍然可以快速地确定施工作业人员当前位置所在的目标基准点。
如在当前位置点,请求定位的数据包含{bssid1,bssid2,bssid3,……,bssidn};若ap3(第三接入点)故障后,则ap3(第三接入点)的bssid3不再能够被采集到。这时,则请求定位的数据变为{bssid1,bssid2,bssid4,……,bssidn}。因为请求定位的数据中的每一个无线指纹都会与多个定位基准点分别进行匹配,这时,针对各定位基准点的权重会相应的减少,因此,整体上对匹配结果的影响不大。
以上已经通过参考少量实施方式描述了本发明。然而,本领域技术人员所公知的,正如附带的专利权利要求所限定的,除了本发明以上公开的其他的实施例等同地落在本发明的范围内。
通常地,在权利要求中使用的所有术语都根据他们在技术领域的通常含义被解释,除非在其中被另外明确地定义。所有的参考“一个/所述/该[装置、组件等]”都被开放地解释为所述装置、组件等中的至少一个实例,除非另外明确地说明。这里公开的任何方法的步骤都没必要以公开的准确的顺序运行,除非明确地说明。
Claims (6)
1.一种基于已有无线组网的矿井隧道内定位方法,其特征在于,包括:
获取当前位置处的无线指纹数据,包括:
多次采集当前位置处的无线设备标识;
所述无线设备标识为WIFI接入点的bssid或蓝牙的MAC地址;
所述无线指纹数据包括无线设备标识和每一无线设备标识被采集到的次数,其中,所述无线设备标识为所述已有无线组网内的无线设备的唯一标识;
在获取当前位置处的无线指纹数据之前,还包括生成矿井隧道内无线指纹地图的步骤:
在矿井隧道内的目标施工区域内,划分定位基准点,并为每一个基准点分配编号、使得其编号与其三维坐标值对应;
在每一个定位基准点处,多次采集所述定位基准点处的无线指纹数据;
处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点k的权重pkj,其中,1≤k≤K,1≤j≤J,K为定位基准点的数目;J为无线设备标识的数目;
处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk;
构建记载有定位基准点数据和无线标识数据的矿井隧道内无线指纹地图,其中,
所述定位基准点数据包括:定位基准点的编号、定位基准点的三维坐标值、定位基准点处可采集到的无线设备标识及其概率;
所述无线标识数据包括:无线设备标识、所述无线设备标识可定位至各定位基准点处的权重;
将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点,包括:
在所述每一无线设备标识被采集到的次数hi为1时,根据所述无线指纹数据X中的无线设备标识i,根据所述无线指纹地图内记载的定位基准点数据和无线标识数据,利用改进的朴素贝叶斯公式,逐一确定所述无线指纹数据与各定位基准点的匹配度P(Y=Ck)P(X|Y=Ck),也即该无线指纹数据X在定位基准点k出现的概率,所述改进的朴素贝叶斯公式为:
P(Y=Ck)表示无线设备标识在定位基准点k出现的概率,这时,Ck用于表示观测样本意义上的定位基准点k,Y表示样本数据意义上的定位基准点;
P(X|Y=Ck)表示根据无线指纹数据X确定无线设备标识在定位基准点k出现的概率;P(bssidi|Y=Ck)取值为每一无线设备标识i可定位至所述定位基准点k的权重pki;
bssidi表示无线设备标识i;
nik的取值为在定位基准点k处可采集到无线设备标识i的概率;
将与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点确定为目标基准点T:
将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息。
2.根据权利要求1所述的矿井隧道内定位方法,其特征在于,
所述预先生成的矿井隧道内电子地图包括矿井隧道内的施工地图,所述施工地图用于展示所述矿井隧道内的施工目标点,每一所述施工目标点对应有三维坐标值;
所述将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息,包括:
根据确定的目标基准点的三维坐标值,搜索所述电子地图中各施工目标点的三维坐标值,确定与所述目标基准点最邻近的施工目标点,并展示在所述电子地图内。
3.根据权利要求1所述的矿井隧道内定位方法,其特征在于,
所述处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点的权重pkj,包括:
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中提取出全部的无线设备标识;
从所述定位基准点k处的无线指纹数据中,提取出每一无线设备标识被采集到的次数并计算累加和Sigk;
针对每一个无线设备标识,该无线设备标识j被采集到的次数与所述累加和Sigk的比值即为该无线设备标识j可定位至所述定位基准点k处的权重pkj;或
所述处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk,包括:
从全部的定位基准点处的无线指纹数据分别提取出各无线设备标识j在各定位基准点k处被采集到的次数并计算累加和Sigj;
针对每一个定位基准点k,该无线设备标识j在定位基准点k处被采集到的次数与所述累加和Sigj的比值即为在该定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk。
4.一种矿井隧道内的定位移动终端,其特征在于,所述矿井隧道内设置由无线设备组成的已有无线组网,包括:
无线指纹数据获取模块,用于:获取当前位置处的无线指纹数据,包括:多次采集当前位置处的无线设备标识;所述无线设备标识为WIFI接入点的bssid或蓝牙的MAC地址;所述无线指纹数据包括无线设备标识和每一无线设备标识被采集到的次数,其中,所述无线设备标识为所述已有无线组网内的无线设备的标识;在获取当前位置处的无线指纹数据之前,还包括生成矿井隧道内无线指纹地图的步骤:
在矿井隧道内的目标施工区域内,划分定位基准点,并为每一个基准点分配编号、使得其编号与其三维坐标值对应;
在每一个定位基准点处,多次采集所述定位基准点处的无线指纹数据;
处理每一定位基准点k处的无线指纹数据,确定出每一无线设备标识j可定位至所述定位基准点k的权重pkj,其中,1≤k≤K,1≤j≤J,K为定位基准点的数目;J为无线设备标识的数目;
处理全部的定位基准点处的无线指纹数据,确定出在每一定位基准点k处可采集到无线设备标识j的概率njk;
构建记载有定位基准点数据和无线标识数据的矿井隧道内无线指纹地图,其中,
所述定位基准点数据包括:定位基准点的编号、定位基准点的三维坐标值、定位基准点处可采集到的无线设备标识及其概率;
所述无线标识数据包括:无线设备标识、所述无线设备标识可定位至各定位基准点处的权重;
目标基准点确定模块,用于:将所述无线指纹数据,与预先生成的矿井隧道内无线指纹地图内的各定位基准点进行匹配,以确定与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点为目标基准点,包括:
在所述每一无线设备标识被采集到的次数hi为1时,根据所述无线指纹数据X中的无线设备标识i,根据所述无线指纹地图内记载的定位基准点数据和无线标识数据,利用改进的朴素贝叶斯公式,逐一确定所述无线指纹数据与各定位基准点的匹配度P(Y=Ck)P(X|Y=Ck),也即该无线指纹数据X在定位基准点k出现的概率,所述改进的朴素贝叶斯公式为:
P(Y=Ck)表示无线设备标识在定位基准点k出现的概率,这时,Ck用于表示观测样本意义上的定位基准点k,Y表示样本数据意义上的定位基准点;
P(X|Y=Ck)表示根据无线指纹数据X确定无线设备标识在定位基准点k出现的概率;P(bssidi|Y=Ck)取值为每一无线设备标识i可定位至所述定位基准点k的权重pki;
bssidi表示无线设备标识i;
Nik的取值为在定位基准点k处可采集到无线设备标识i的概率;
将与所述无线指纹数据匹配度最高的定位基准点确定为目标基准点T:
定位信息展示模块,用于将确定的目标基准点展示在预先生成的矿井隧道内电子地图内,以提供当前位置处的定位信息。
5.根据权利要求4所述的矿井隧道内的定位移动终端,其特征在于,
所述无线指纹数据获取模块包括射频模块;
所述定位移动终端为可穿戴设备。
6.根据权利要求4所述的矿井隧道内的定位移动终端,其特征在于,还包括:
所述定位信息展示模块还用于通过语音播报所述确定的目标基准点在预先生成的矿井隧道内电子地图内的定位信息。
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Citations (4)
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---|---|---|---|---|
CN102170697A (zh) * | 2011-04-06 | 2011-08-31 | 北京邮电大学 | 一种室内定位方法及装置 |
CN103945428A (zh) * | 2013-01-21 | 2014-07-23 | 华为技术有限公司 | 射频指纹库更新方法、装置及系统 |
CN106550331A (zh) * | 2015-09-23 | 2017-03-29 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种室内定位方法和设备 |
CN105764137A (zh) * | 2016-02-02 | 2016-07-13 | 北京邮电大学 | 一种室内定位方法及系统 |
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