CN110398240B - 一种基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种判定结果准确度高，成本低，便于推广普及的基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备。所述方法包括：获取待测目标的位置数据进行预处理得到观测数据；沿电子围栏边界设定缓冲区以确定所述待测目标的观测位置关系；根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量并根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置。所述装置包括数据获取模块，数据预处理模块，缓冲区设定模块，位置关系模块，判定向量模块与实际位置模块。所述电子设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述基于电子围栏的位置判定方法。

Description

一种基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备

技术领域

本发明涉及移动定位技术领域，特别是指一种基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备。

背景技术

随着移动定位技术和智能穿戴设备的发展，人们对位置的感知不再约束于视觉，可以通过GPS/北斗等全球导航卫星系统(GNSS)进行目标定位，随之而来的基于位置的应用也越来越来越多。移动智能终端和无线通信技术的迅速成熟，也使得对于人和物的位置监控成为可能，这也就进一步衍生出“电子围栏”。“电子围栏”是通过智能感知获取目标地理位置坐标后，用虚拟的栅栏为目标围出一个虚拟地理边界，可广泛应用于室外环境下的车辆监控、单车使用范围管理、军事区隔离等多个重要领域。

然而，在监控目标是低速目标，电子围栏范围较小的情况下，对目标位置的检测判定结果的准确性提出了更高的要求。在这种情况下，卫星定位系统存在的固有误差会对判定结果造成影响，所处场景中的微小噪声可能引起的定位信号跳变也会造成电子围栏的错误报警。现有的电子围栏位置判定技术应用在低速目标小范围电子围栏情况下时，往往忽略了前述的影响因素，这就使得电子围栏的位置判定结果存在较高的误判率。而利用高精度的定位系统进行定位需要非常高的成本投入，不利于应用的推广普及。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种判定结果准确度高，使用成本较低便于推广的基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备。

基于上述目的，本发明提供了一种基于电子围栏的位置判定方法，包括：

获取待测目标的位置数据；

对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

沿电子围栏边界设定缓冲区；

根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系；

根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；以及

根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置。

可选的，所述获取待测目标的位置数据包括：

对所述待测目标的位置进行实时监测，获取所述待测目标的所述位置数据，所述位置数据包括位置坐标、运动方向与运动速度；以及

所述对所述位置数据进行预处理得到观测数据包括：

根据所述位置坐标、所述运动方向与所述运动速度确定所述待测目标的运动轨迹；以及

根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，得到所述观测数据。

可选的，所述根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，包括：

根据所述运动轨迹确定所述待测目标的运动状态；

根据所述运动状态确定待测目标状态方程：

x_k＝F_xx_k-1+w_k

其中，x_k表示当前时刻目标的运动状态，x_k-1表示前一时刻的运动状态，w_k为遵循高斯分布的干扰项，F_x为状态转移矩阵：

其中，Δt表示当前时刻与前一时刻的时间间隔；

根据所述状态方程，利用卡尔曼滤波方法对所述位置数据进行滤波，将所述位置数据中的跳变数据转化为修正数据。

可选的，所述沿电子围栏边界设定缓冲区，包括：

根据预先设定的缓冲区宽度，沿所述电子围栏边界设置带状缓冲区；

所述缓冲区宽度由所述待测目标的种类与相应业务确定；

所述方法还包括在判定所述待测目标的实际位置之后，对判定结果进行验证，根据验证结果对所述缓冲区宽度进行适应性调整。

可选的，根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系，包括：

根据所述待测数据确定相应所述待测目标的位置坐标；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏内时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏外时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区内时，所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内。

可选的，根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量，根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置，包括：

所述待测目标的观测判断状态表示为S(P,L)，其中P表示所述待测目标的实际位置关系，L表示所述待测目标的所述观测位置关系，P∈[-1,0,1]，L∈[-1,0,1]，其中，-1表示位于电子围栏外，0表示位于缓冲区内，1表示位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内即L＝1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G₁＝[0,0,1]

所述待测目标的实际判定状态为：

G₁×S₁＝(1,1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外即L＝-1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G_-1＝[1,0,0]

所述待测目标的实际判定状态为：

G_-1×S_-1＝(-1,-1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝-1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏外；

当所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内即L＝0时：

所述待测目标的观测判断状态包括：

根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t),f₂(t),f₃(t)]

其中，f₁(t),f₂(t),f₃(t)分别为所述状态判定向量G₀的第一分量函数、第二分量函数与第三分量函数；

所述待测目标的实际判定状态为：

G₀×S₀＝f₁(t)·(-1,0)+f₂(t)·(0,0)+f₃(t)·(1,0)

根据所述待测目标的实际判定状态G₀×S₀确定所述待测目标的实际位置。

可选的，所述根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀，包括：

根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_a；

将所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t与所述警告时间阈值T_w、所述警报时间阈值T_a作比较，根据比较结果确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t),f₂(t),f₃(t)]。

可选的，所述根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_a，包括：

在所述待测目标每次进入所述缓冲区时都记录停留时间，所述历史行为数据包括所述停留时间；

根据所述停留时间确定所述待测目标的历史行为敏感系数：

其中，SI_i表示所述待测目标第i次进入缓冲区相应的所述历史行为敏感系数，i＝1,2,3,…,n，n表示到当前时刻时所述待测目标进入所述缓冲区的总次数，σ为正态函数系数，t_i表示所述待测目标第i次进入所述缓冲区时的停留时间；

根据所述历史行为敏感系数确定所述待测目标的行为敏感系数：

其中，SI表示所述待测目标的所述行为敏感系数；；

根据所述待测目标的所述行为敏感系数计算所述警告时间阈值T_w与所述警报时间阈值T_a：

T_w＝TW(1-SI)

T_a＝TA(1-SI)

其中，TW表示初始警告时间阈值，TA表示初始警报时间阈值，SI表示所述待测目标的行为敏感系数。

基于上述目的，本发明还提供了一种基于电子围栏的位置判定装置，包括：

数据获取模块，用于获取待测目标的位置数据；

数据预处理模块，用于对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

缓冲区设定模块，用于沿电子围栏边界设定缓冲区；

位置关系模块，用于根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系；

判定向量模块，用于根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；

实际位置模块，用于根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置。

基于上述目的，本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的基于电子围栏的位置判定方法。

从上面所述可以看出，本发明提供的一种基于电子围栏的位置判定方法、装置与电子设备，首先对监测获得到的位置数据进行预处理，去除其中存在异常的数据得到观测数据，剔除了噪声干扰导致的定位信号跳变带来的影响，能极大地降低误判的几率，从而提高判定结果的准确性；之后设定缓冲区，将电子围栏内与电子围栏外的区域分割开，根据观测数据对待测目标所处的位置关系细分为不同的情况，针对每种不同的情况分别选取相应的状态判定向量来确定待测目标的实际位置，进一步提高了判定结果的准确性。采用这样的方式所得出的位置判定结果准确度高，而且不依赖于高精度高成本的定位系统，从而更便于推广与普及。

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为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法示意图；

图2为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中对位置数据进行预处理的方法示意图；

图3为待测目标电子围栏判断状态示意图；

图4为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中设定缓冲区之后待测目标电子围栏观测判断状态示意图；

图5为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长确定所述状态判定向量的方法示意图；

图6为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中根据所述待测目标历史行为数据确定警告时间阈值与警报时间阈值的方法示意图；

图7为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定装置示意图；

图8为本发明实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

在一方面，本发明提供了一种基于电子围栏的位置判定方法。

如图1所示，本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法，包括：

S1：获取待测目标的位置数据；

S2：对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

S3：沿电子围栏边界设定缓冲区；

S4：根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系；

S5：根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；以及

S6：根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置。

所述基于电子围栏的位置判定方法，首先对监测到的位置数据进行预处理，去除其中存在异常的数据得到观测数据，剔除了噪声干扰导致的定位信号跳变带来的影响，能极大地降低误判的几率，从而提高判定结果的准确性；之后再沿电子围栏边界设置缓冲区将电子围栏内与电子围栏外分隔开，根据观测数据对待测目标所处位的位置关系细分为不同情况，针对不同的情况选取相应的状态判定向量来确定待测目标的实际位置，进一步地提高了判定结果的准确性。所述基于电子围栏的位置判定方法采用这样的方式所得出的判定结果准确度高，并且不依赖与高精度高成本的定位系统，更便于推广与普及。

在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述获取待测目标的位置数据S1，包括：

对所述待测目标的位置进行实时监测，获取所述待测目标的所述位置数据，所述位置数据包括位置坐标、运动方向与运动速度。

如图2所示，在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述对所述位置数据进行预处理得到观测数据S2，包括：

S21：根据所述位置坐标、所述运动方向与所述运动速度确定所述待测目标的运动轨迹；以及

S22：根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，得到所述观测数据。

所述基于电子围栏的位置判定方法对待测目标的位置进行实时监测，得到所述待测目标的位置数据，所述位置数据包括所述待测目标的位置坐标、运动方向与运动速度。本领域技术人员应当理解的是，根据所述位置数据能够确定出所述待测目标的运动状态随时间变化的函数，对得到的运动状态随时间变化的函数进行滤波，能够滤除函数中的异常数据。这些异常数据是因为噪声干扰导致的信号跳变造成的，滤除了异常数据也就剔除了由噪声干扰导致的定位信号调表带来的影响。

在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理S22，包括：

根据所述运动轨迹确定所述待测目标的运动状态；

根据所述运动状态确定待测目标状态方程：

x_k＝F_xx_k-1+w_k

其中，x_k表示当前时刻目标的运动状态，x_k-1表示前一时刻的运动状态，w_k为遵循高斯分布的干扰项，F_x为状态转移矩阵：

其中，Δt表示当前时刻与前一时刻的时间间隔；

根据所述状态方程，利用卡尔曼滤波方法对所述位置数据进行滤波，将所述位置数据中的跳变数据转化为修正数据。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，采用卡尔曼滤波的方法对所述位置数据进行滤波。将所述待测目标的运动状态随时间变化的这一过程描述为都动态系统，卡尔曼滤波能够从一系列存在测量噪声的数据中估计动态系统的状态，是能够对系统状态进行最优估计的滤波方式，在去除噪声数据的同时还原真实数据。

如图3所示，为所述待测目标电子围栏判断状态示意图。图中，“1”表示位于电子围栏内，“-1”表示位于电子围栏外。

所述待测目标的初始判断状态表示为S_normal(P,M)，经过卡尔曼滤波后的修正判断状态表示为S_kalman(P,K)，其中P表示所述待测目标的实际位置关系，M表示所述待测目标的初始位置关系，K表示所述待测目标的修正位置关系。通过卡尔曼滤波将所述待测目标的初始判断状态转化为修正位置关系：

如图3中所示，所述待测目标的初始判断状态有四种情况：S_normal(1,1)，S_normal(1,-1)，S_normal(-1,1)，S_normal(-1,-1)。当待测目标的位置数据未受到噪声干扰导致的数据跳变时，所述位置数据与待测目标的实际状态相近，待测目标的初始位置关系与实际位置关系相同，即测目标的位置数据未受到噪声干扰导致的数据跳变时所述待测目标的初始判断状态只有两种情况：S_normal(1,1)，S_normal(-1,-1)。若所述待测目标的初始判断状态为S_normal(1,-1)或S_normal(-1,1)时则说明位置数据存在数据跳变。对存在数据跳变的所述位置数据进行卡尔曼滤波，将S_normal(1,-1)转化为S_kalman(1,1)，将S_normal(-1,1)转化为S_kalman(-1,-1)。

采用卡尔曼滤波的方法对所述位置数据进行滤波，可以将由噪声干扰导致的跳变数据转化为修正数据，最后得到的所述观测数据中不存在异常数据，能够更准确的表述所述待测目标的运动状态。

在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述沿电子围栏边界设定缓冲区S3，包括：

根据预先设定的缓冲区宽度，沿所述电子围栏边界设置带状缓冲区；

所述缓冲区宽度由所述待测目标的种类与相应业务确定；

所述方法还包括在判定所述待测目标的实际位置之后，对判定结果进行验证，根据验证结果对所述缓冲区宽度进行适应性调整。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，根据预先设定的缓冲区域沿所述电子围栏边界设置带状缓冲区，利用缓冲区将电子围栏内与电子围栏外分隔开。

本领域技术人员应当理解的是，现有的电子围栏只限定一条线作为边界的情况下，对于处于电子围栏附近的待测目标的位置判定过于绝对，例如当待测目标实际位于电子围栏内且处于电子围栏边界附近时，因为定位系统的固有误差，相应的观测数据极有可能显示所述待测目标位于电子围栏外；或者当所述待测额目标实际位于电子围栏外且处于电子围栏边界附近时，因为定位系统的固有误差，相应的观测数据极有可能显示所述待测目标位于电子围栏内。因此，电子围栏定位技术中所存在的误判情况主要集中在电子围栏边界附近。

本申请的所述基于电子围栏的位置判定方法中，通过沿电子围栏边界设定缓冲区将电子围栏边界附近的区域独立出来进行分析。当根据所述观测数据确定所述待测目标位于除所述缓冲区之外的电子围栏内或电子围栏外时，其判定结果不再会有误判的情况。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，所述缓冲区的宽度根据所述待测目标的种类与相应业务确定。所述待测目标的种类不同，预先设定的缓冲区宽度也不同。例如，所述待测目标是行人或者所述待测目标是自行车时，相应设定的缓冲区宽度不同；相应业务对待测目标的位置敏感度较高时，则将缓冲区宽度设定小一些，业务对位置敏感度较低时可以将缓冲度宽度适当调整宽一些。采用这样的方式能够使位于缓冲区内的待测目标位置判定结果更加精确。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，还对最终的位置判定结果进行验证，将验证结果作为反馈对所述缓冲区的宽度进行实时调整，从而最后确定使位置判定结果精确度跟高的缓冲区宽度。这样能够进一步地提高待测目标位置判定结果的准确度。

在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系S4，包括：

根据所述待测数据确定相应所述待测目标的位置坐标；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏内时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏外时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区内时，所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，根据观测数据确定所述待测目标的观测位置关系，划分出三种不同的情况，便于之后针对不同情况采取不同的措施去确定所述待测目标的位置。

在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量S5，以及根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置S6，包括：

所述待测目标的观测判断状态表示为S(P,L)，其中P表示所述待测目标的实际位置关系，L表示所述待测目标的所述观测位置关系，P∈[-1,0,1]，L∈[-1,0,1]，其中，-1表示位于电子围栏外，0表示位于缓冲区内，1表示位于电子围栏内；

如图4所示，为所述待测目标电子围栏观测判断状态示意图。图中。“1”表示位于电子围栏内，“0”表示位于缓冲区，“-1”表示位于电子围栏外。

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内即L＝1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

在之前的预处理中已经将S₁＝(-1,1)的观测判断状态滤除，因此忽略这种情况，对于S₁＝(0,1)的情况，所述待测目标位于缓冲区内，观测位置处于电子围栏内，这种情况可以认为所述待测目标是位于电子围栏内的，由此可以选取所述状态判定向量为：

G₁＝[0,0,1]

所述待测目标的实际判定状态为：

G₁×S₁＝(1,1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外即L＝-1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

在之前的预处理中已经将S_-1＝(1,-1)的观测判断状态滤除，因此忽略这种情况，对于S_-1＝(0,-1)的情况，所述待测目标位于缓冲区内，观测位置处于电子围栏外，这种情况可以认为所述待测目标是位于电子围栏外，由此可以选取所述状态判定向量为：

G_-1＝[1,0,0]

所述待测目标的实际判定状态为：

G_-1×S_-1＝(-1,-1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝-1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏外；

当所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内即L＝0时：

所述待测目标的观测判断状态包括：

根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t),f₂(t),f₃(t)]

其中，f₁(t),f₂(t),f₃(t)分别为所述状态判定向量G₀的第一分量函数、第二分量函数与第三分量函数；

所述待测目标的实际判定状态为：

G₀×S₀＝f₁(t)·(-1,0)+f₂(t)·(0,0)+f₃(t)·(1,0)

根据所述待测目标的实际判定状态G₀×S₀确定所述待测目标的实际位置。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，针对所述待测目标的三种不同观测位置关系，分别确定相应的状态判定向量，进而得到所述待测目标的实际判定状态，来确定所述待测目标的实际位置。采用前述的分类分析的方式能够使最终的判定结果更加精确。

如图5所示，在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀，包括：

S51根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_a；

S52将所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t与所述警告时间阈值T_w、所述警报时间阈值T_a作比较，根据比较结果确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t),f₂(t),f₃(t)]。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值和警报时间阈值，并将所述待测目标在所述缓冲区内停留时间与所述警告时间阈值和所述警报时间阈值作比，进而确定所述状态判定向量G₀。本领域技术人员应当理解的是，一般在电子围栏定位方法中，当本应处于电子围栏外的目标闯进电子围栏时，或者本应处于电子围栏内的目标闯出电子围栏时，都会发出警报信息。本申请中，当所述待测目标处于所述缓冲区内，说明所述待测目标的行为状态较为敏感，需要对其敏感程度进行划分，因此，所述基于电子围栏的位置判定方法中，根据所述待测目标在所述缓冲区内的停留时间来确定其敏感程度，不同停留时间相应的敏感程度不同，所述待测目标的敏感程度也会直接影响到最终的判定结果。

所述待测目标的历史行为也会对其位置的判定结果造成影响，因此所述基于电子围栏的位置判定方法中，将所述待测目标的历史行为也考虑在内，根据所述待测目标的历史行为数据确定所述警告时间阈值和警报时间阈值，从而确定所述状态判定向量G₀。采用这样的方式，综合考量了所述待测目标在缓冲区的停留时间与相应的历史行为这两种影响因素，进而得到的所述状态判定向量，能够使最终确定的判定结果更加精确。

如图6所示，在本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定方法中，所述根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_aS51，包括：

S511：在所述待测目标每次进入所述缓冲区时都记录停留时间，所述历史行为数据包括所述停留时间，根据所述停留时间确定所述待测目标的历史行为敏感系数：

其中，SI_i表示所述待测目标第i次进入缓冲区相应的所述历史行为敏感系数，i＝1,2,3,…,n，n表示到当前时刻时所述待测目标进入所述缓冲区的总次数，σ为正态函数系数，t_i表示所述待测目标第i次进入所述缓冲区时的停留时间；

S512：根据所述历史行为敏感系数确定所述待测目标的行为敏感系数：

其中，SI表示所述待测目标的所述行为敏感系数；；

S513：根据所述待测目标的所述行为敏感系数计算所述警告时间阈值T_w与所述警报时间阈值T_a：

T_w＝TW(1-SI)

T_a＝TA(1-SI)

其中，TW表示初始警告时间阈值，TA表示初始警报时间阈值，SI表示所述待测目标的行为敏感系数。

所述基于电子围栏的位置判定方法中，根据所述待测目标的历史数据计算得到相应的所述历史行为敏感系数，进而确定所述行为敏感系数，从而得到所述警告时间阈值T_w与所述警报时间阈值T_a。将所述待测目标的历史行为的影响数据量化，并通过计算将这种影响转化为警告时间阈值T_w与所述警报时间阈值T_a作为所述待测目标行为状态敏感程度的划分依据，使得最终确定的判定结果精确度更高。

基于上述目的，本发明还提供了一种基于电子围栏的位置判定装置。

如图7所示，本发明的一些可选实施例所提供的一种基于电子围栏的位置判定装置包括：

数据获取模块1，用于获取待测目标的位置数据；

数据预处理模块2，用于对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

缓冲区设定模块3，用于沿电子围栏边界设定缓冲区；

位置关系模块4，用于根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系；

判定向量模块5，用于根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；

实际位置模块6，用于根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置。

上述实施例的装置用于实现前述实施例中相应的方法，并且具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。

基于上述目的，本发明还提供了一种执行所述基于电子围栏的位置判定方法的电子设备。

如图8所示，所述电子设备包括：

一个或多个处理器701以及存储器702，图8中以一个处理器701为例。

所述执行所述基于电子围栏的位置判定方法的电子设备还可以包括：输入装置703和输出装置703。

处理器701、存储器702、输入装置703和输出装置703可以通过总线或者其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。

存储器702作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的所述基于电子围栏的位置判定方法对应的程序指令/模块。处理器701通过运行存储在存储器702中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的基于电子围栏的位置判定方法。

存储器702可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据执行所述基于电子围栏的位置判定方法的装置的使用所创建的数据等。此外，存储器702可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器702可选包括相对于处理器701远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至会员用户行为监控装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置703可接收输入的数字或字符信息，以及产生与执行所述基于电子围栏的位置判定方法装置的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置703可包括显示屏等显示设备。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器702中，当被所述一个或者多个处理器701执行时，执行上述任意方法实施例中的基于电子围栏的位置判定方法。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。

另外，为简化说明和讨论，并且为了不会使本发明难以理解，在所提供的附图中可以示出或可以不示出与集成电路(IC)芯片和其它部件的公知的电源/接地连接。此外，可以以框图的形式示出装置，以便避免使本发明难以理解，并且这也考虑了以下事实，即关于这些框图装置的实施方式的细节是高度取决于将要实施本发明的平台的(即，这些细节应当完全处于本领域技术人员的理解范围内)。在阐述了具体细节(例如，电路)以描述本发明的示例性实施例的情况下，对本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下或者这些具体细节有变化的情况下实施本发明。因此，这些描述应被认为是说明性的而不是限制性的。

尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变型对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。例如，其它存储器架构(例如，动态RAM(DRAM))可以使用所讨论的实施例。

本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于电子围栏的位置判定方法，其特征在于，包括：

获取待测目标的位置数据，包括：

对所述待测目标的位置进行实时监测，获取所述待测目标的所述位置数据，所述位置数据包括位置坐标、运动方向与运动速度；以及

所述对所述位置数据进行预处理得到观测数据包括：

根据所述位置坐标、所述运动方向与所述运动速度确定所述待测目标的运动轨迹；以及

根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，得到所述观测数据；

对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

沿电子围栏边界设定缓冲区；

根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系，包括：

根据所述待测数据确定相应所述待测目标的位置坐标；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏内时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏外时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区内时，所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内；

根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；以及

根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置，包括：

所述待测目标的观测判断状态表示为S(P，L)，其中P表示所述待测目标的实际位置关系，L表示所述待测目标的所述观测位置关系，P∈[-1，0，1]，L∈[-1，0，1]，其中，-1表示位于电子围栏外，0表示位于缓冲区内，1表示位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内即L＝1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G₁＝[0，0，1]

所述待测目标的实际判定状态为：

G₁×S₁＝(1，1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外即L＝-1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G_-1＝[1，0，0]

所述待测目标的实际判定状态为：

G_-1×S_-1＝(-1，-1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝-1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏外；

当所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内即L＝0时：

所述待测目标的观测判断状态包括：

根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t)，f₂(t)，f₃(t)]

其中，f₁(t)，f₂(t)，f₃(t)分别为所述状态判定向量G₀的第一分量函数、第二分量函数与第三分量函数；

所述待测目标的实际判定状态为：

G₀×S₀＝f₁(t)·(-1，0)+f₂(t)·(0，0)+f₃(t)·(1，0)

根据所述待测目标的实际判定状态G₀×S₀确定所述待测目标的实际位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，包括：

根据所述运动轨迹确定所述待测目标的运动状态；

根据所述运动状态确定待测目标状态方程：

x_k＝F_xx_k-1+w_k

其中，x_k表示当前时刻目标的运动状态，x_k-1表示前一时刻的运动状态，w_k为遵循高斯分布的干扰项，F_x为状态转移矩阵：

其中，Δt表示当前时刻与前一时刻的时间间隔；

根据所述状态方程，利用卡尔曼滤波方法对所述位置数据进行滤波，将所述位置数据中的跳变数据转化为修正数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沿电子围栏边界设定缓冲区，包括：

根据预先设定的缓冲区宽度，沿所述电子围栏边界设置带状缓冲区；

所述缓冲区宽度由所述待测目标的种类与相应业务确定；

所述方法还包括在判定所述待测目标的实际位置之后，对判定结果进行验证，根据验证结果对所述缓冲区宽度进行适应性调整。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀，包括：

根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_a；

将所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t与所述警告时间阈值T_w、所述警报时间阈值T_a作比较，根据比较结果确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t)，f₂(t)，f₃(t)]。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述待测目标的历史行为数据确定警告时间阈值T_w与警报时间阈值T_a，包括：

在所述待测目标每次进入所述缓冲区时都记录停留时间，所述历史行为数据包括所述停留时间；

根据所述停留时间确定所述待测目标的历史行为敏感系数：

其中，SI_i表示所述待测目标第i次进入缓冲区相应的所述历史行为敏感系数，i＝1，2，3，…，n，n表示到当前时刻时所述待测目标进入所述缓冲区的总次数，σ为正态函数系数，t_i表示所述待测目标第i次进入所述缓冲区时的停留时间；

根据所述历史行为敏感系数确定所述待测目标的行为敏感系数：

其中，SI表示所述待测目标的所述行为敏感系数；

根据所述待测目标的所述行为敏感系数计算所述警告时间阈值T_w与所述警报时间阈值T_a：

T_w＝TW(1-SI)

T_a＝TA(1-SI)

其中，TW表示初始警告时间阈值，TA表示初始警报时间阈值，SI表示所述待测目标的行为敏感系数。

6.一种基于电子围栏的位置判定装置，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取待测目标的位置数据，包括：

对所述待测目标的位置进行实时监测，获取所述待测目标的所述位置数据，所述位置数据包括位置坐标、运动方向与运动速度；以及

所述对所述位置数据进行预处理得到观测数据包括：

根据所述位置坐标、所述运动方向与所述运动速度确定所述待测目标的运动轨迹；以及

根据待测目标的运动轨迹对所述位置数据进行滤波处理，得到所述观测数据；

数据预处理模块，用于对所述位置数据进行预处理得到观测数据；

缓冲区设定模块，用于沿电子围栏边界设定缓冲区；

位置关系模块，用于根据所述电子围栏、所述缓冲区与所述观测数据，确定所述待测目标的观测位置关系，包括：

根据所述待测数据确定相应所述待测目标的位置坐标；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏内时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区外且位于所述电子围栏外时，所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外；

当所述待测目标的位置坐标位于所述缓冲区内时，所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内；

判定向量模块，用于根据所述观测位置关系，选取相应的状态判定向量；

实际位置模块，用于根据所述观测数据与所述状态判定向量，确定所述待测目标的实际位置，包括：

所述待测目标的观测判断状态表示为S(P，L)，其中P表示所述待测目标的实际位置关系，L表示所述待测目标的所述观测位置关系，P∈[-1，0，1]，L∈[-1，0，1]，其中，-1表示位于电子围栏外，0表示位于缓冲区内，1表示位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏内即L＝1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G₁＝[0，0，1]

所述待测目标的实际判定状态为：

G₁×S₁＝(1，1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏内；

当所述待测目标的所述观测位置关系为电子围栏外即L＝-1时：

所述待测目标的所述观测判断状态包括：

此时，所述状态判定向量为：

G_-1＝[1，0，0]

所述待测目标的实际判定状态为：

G_-1×S_-1＝(-1，-1)

则所述待测目标的实际位置关系P＝-1，即所述待测目标的实际位置位于电子围栏外；

当所述待测目标的所述观测位置关系为缓冲区内即L＝0时：

所述待测目标的观测判断状态包括：

根据所述待测目标在所述缓冲区的停留时长t确定所述状态判定向量G₀：

G₀＝[f₁(t)，f₂(t)，f₃(t)]

其中，f₁(t)，f₂(t)，f₃(t)分别为所述状态判定向量G₀的第一分量函数、第二分量函数与第三分量函数；

所述待测目标的实际判定状态为：

G₀×S₀＝f₁(t)·(-1，0)+f₂(t)·(0，0)+f₃(t)·(1，0)

根据所述待测目标的实际判定状态G₀×S₀确定所述待测目标的实际位置。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至5任意一项所述的方法。

Images