CN110446255A - 一种基于通信基站的地铁场景定位方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于通信基站的地铁场景定位方法及装置，方法包括：预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库；接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列；将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果。本发明实施例通过利用地铁站以及地铁线路周围部署的通信基站进行定位，其信号覆盖面大、干扰信号少、定位准确率高，有效提高了地铁场景定位的稳定性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种基于通信基站的地铁场景定位方法及装置。
背景技术
近年来随着社会的发展和科技的进步，我们对于室内定位的需求越来越大。地铁重点场景定位就属于室内定位的一种，而且地铁每日人流量巨大，在北京、上海等地，地铁出行已占所有公共交通出行的50％左右，所以针对地铁的定位研究很有必要。目前室内定位方法主要有wifi信号指纹库定位、蓝牙定位、惯性导航定位、超宽带定位等技术。但就地铁这个特定场景而言，这些定位方法都有其明显不足。例如地铁站wifi信号较少，且由于人流量大，移动信号干扰强，wifi信号指纹库定位难以进行准确定位，惯性导航定位技术本身的误差累计难以解决，蓝牙、超宽带等技术覆盖范围小，建设维护成本高等等。
因此，现有技术还有待于改进和发展。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于通信基站的地铁场景定位方法及装置，旨在解决现有技术中地铁场景定位干扰信号强、定位准确率较低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种基于通信基站的地铁场景定位方法,其包括如下步骤：
预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库；
接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列；
将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库，包括：
预先在地铁站内采集基站信号数据，并根据当前采集的场景区域对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库；
预先在地铁站外沿地铁行进方向采集基站信号数据，并根据当前采集的站点以及地铁线路对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库之后，还包括：
对基站数据库中的已标识基站进行过滤，滤除重复以及未注册的已标识基站。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列，包括：
接收用户发起的基站扫描请求；
每隔预设时间扫描一次周围的基站，过滤未注册的基站后形成基站序列。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果，包括：
判断扫描到的基站序列中的基站数量；
若所述基站数量为0则输出无结果，若所述基站数量为1则进行单基站匹配定位，若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述若所述基站数量为1则进行单基站匹配定位，具体包括：
将扫描到的单一基站信号与基站数据库中的已标识基站进行匹配，若有对应的已标识基站则输出该已标识基站的场景区域定位信息，若无，则输出无结果。
所述的基于通信基站的地铁场景定位方法中，所述若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位，包括：
将扫描到的基站序列按时间排序，并与基站数据库中的已标识基站进行匹配，获取相应的场景区域、站点以及地铁线路定位信息；
当基站数量小于等于2时，定位为地铁站场景，输出基站序列中最后一个基站与已标识基站的场景区域定位信息；
当基站数量大于2时，定位为轨道场景，输出匹配站点最多的对应地铁线路定位信息。
本发明又一实施例还提供了一种基于通信基站的地铁场景定位装置，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述基于通信基站的地铁场景定位方法。
本发明的另一实施例还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行上述的基于通信基站的地铁场景定位方法。
本发明的另一实施例还提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述的基于通信基站的地铁场景定位方法。
有益效果：本发明公开了一种基于通信基站的地铁场景定位方法及装置，相比于现有技术，本发明实施例通过利用地铁站以及地铁线路周围部署的通信基站进行定位，其信号覆盖面大、干扰信号少、定位准确率高，有效提高了地铁场景定位的稳定性和准确性。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明提供的基于通信基站的地铁场景定位方法较佳实施例的流程图；
图2为本发明提供的基于通信基站的地铁场景定位装置较佳实施例的硬件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。以下结合附图对本发明实施例进行介绍。
请参阅图1，图1为本发明提供的基于通信基站的地铁场景定位方法较佳实施例的流程图。如图1所示，其包括如下步骤：
S100、预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库；
S200、接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列；
S300、将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果。
本实施例中，利用地铁站以及地铁线路周围部署的通信基站进行定位，首先需要进行数据准备，预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库，作为后续定位时的数据匹配依据，之后当用户需要进行地铁场景定位时，接收用户发起的基站扫描请求，扫描该用户周围的基站并形成基站序列，具体的扫描范围则取决于用户采用的移动终端信号接收性能，将所有移动终端扫描范围内的基站均列于基站序列中，之后将扫描到的基站序列于基站数据库中的已标识基站进行匹配，由于基站数据库中的已标识基站均已预先根据其位置区域进行了标识，因此可根据基站数据匹配结果获知当前用户所处的地铁场景，由于通信基站覆盖范围广、用户量大且信号稳定，可实现高准确度、高稳定性的地铁场景定位。
进一步地，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库，包括：
预先在地铁站内采集基站信号数据，并根据当前采集的场景区域对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库；
预先在地铁站外沿地铁行进方向采集基站信号数据，并根据当前采集的站点以及地铁线路对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库。
本实施例中，数据准备分为两个部分，一部分为地铁站内，另一部分为地铁轨道沿线，针对地铁站内的部分，预先在地铁站内采集基站信号数据，并根据当前采集的场景区域对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库，具体来说，在地铁站内的各个场景区域进行信号采集，例如分别在各个地铁站出入口、服务台、候车区等等场景区域进行信号采集，将当前场景区域扫描到的基站信号数据对应标识为该场景区域，若不同场景区域扫描到的基站信号有重复，则以信号强度最强的为准进行对应场景区域的标识，若整个地铁站的不同场景区域均至采集到一个基站信号数据，则直接标识为地铁站而不进行场景区域的细分标识。
针对地铁轨道沿线部分，预先在地铁站外沿地铁行进方向采集基站信号数据，并根据当前采集的站点以及地铁线路对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库，具体来说，沿着地铁线路的行进方向在地铁站外进行信号采集，根据当前所处的站点对采集的基站信号数据进行标识，同时还根据该站点所处的线路进一步对基站信号数据进行标识，获知各个基站信号具体所处的地铁线路沿线以及站点，优选地，还可实时测量当前位置与地铁站的直线距离，除了站点和地铁线路外，同时对当前扫描到的基站标识上与地铁站之间的直线距离，使得在后续匹配时，不仅可以定位出用户在哪条地铁线路的哪个站点，还可以获知其与地铁站之间的距离，使得地铁场景定位更加贴近用户需求。
进一步地，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库之后，还包括：
对基站数据库中的已标识基站进行过滤，滤除重复以及未注册的已标识基站。
本实施例中，分别在地铁站内以及地铁站外沿线进行了基站信号数据采集后，对获取到的所有数据进行筛选，将基站数据库中的重复标识基站以及未注册的基站进行滤除，即滤除无用数据，减小数据占用空间，尽量提高后续定位时的处理速度。
进一步地，所述接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列，包括：
接收用户发起的基站扫描请求；
每隔预设时间扫描一次周围的基站，过滤未注册的基站后形成基站序列。
本实施例中，在用户需要进行地铁场景定位时，接收其发起的基站扫描请求，之后每隔预设时间扫描一次周围的基站，例如每隔4s进行一次扫描，持续扫描一定时长(例如5min)，将当前所有扫描到的基站中未注册的基站过滤后形成基站序列，代表当前用户所处的位置，位于基站序列中的通信基站信号覆盖范围内，为后续匹配定位提供准确可靠的数据依据。
进一步地，所述将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果，包括：
判断扫描到的基站序列中的基站数量；
若所述基站数量为0则输出无结果，若所述基站数量为1则进行单基站匹配定位，若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位。
本实施例中，在进行了基站扫描之后，先判断扫描到的基站序列中的基站数量，以此来进行不同的匹配定位，当所述基站数量为0时输出无结果，表示当前用户并不位于任何地铁站或者地铁沿线附近。
当所述基站数量为1时，则进行单基站匹配定位，具体所述单基站匹配定位的方式为将扫描到的单一基站信号与基站数据库中的已标识基站进行匹配，若有对应的已标识基站则输出该已标识基站的场景区域定位信息，若无，则输出无结果，当所述基站数量为1时，表明用户处于单个通信基站覆盖范围内，直接将扫描到的单一基站信号与已标识基站进行匹配，若匹配成功，则根据对应的基站标识输出其场景区域定位信息，实现用户在地铁内的场景定位。
当所述基站数量大于1时则进行基站序列匹配定位，此时扫描到多个基站，因此需要对多个基站进行进一步分析处理后再得出定位结果，确保定位的准确性。
具体地，所述若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位，包括：
将扫描到的基站序列按时间排序，并与基站数据库中的已标识基站进行匹配，获取相应的场景区域、站点以及地铁线路定位信息；
当基站数量小于等于2时，定位为地铁站场景，输出基站序列中最后一个基站与已标识基站的场景区域定位信息；
当基站数量大于2时，定位为轨道场景，输出匹配站点最多的对应地铁线路定位信息。
本实施例中，在进行基站序列匹配定位时，将扫描到的基站序列按时间排序，具体按扫描到的时间从先到后进行排序，即最后一个基站标识最新扫描到的基站，将基站序列中所有的基站一一与基站数据库中的已标识基站进行匹配，获取相应的场景区域、站点以及地铁线路定位信息，当基站数量小于等于2时，定位为地铁站场景，此时输出基站序列中最后一个基站与已标识基站的场景区域定位信息，即以最新扫描到的基站信号为准，将其匹配结果作为当前用户所处的场景区域定位信息，提高定位的自适应性和准确性，当基站数量大于2时，定位为轨道场景，输出匹配站点最多的对应地铁线路定位信息，具体来说，在基站数量大于2时，根据基站序列一一匹配结果，判断当前基站序列中匹配站点最多的是哪个地铁站以及地铁线路，例如基站序列中一共存在5个基站信号，经过匹配后其中有4个基站信号的匹配站点为“桃园站”，1个站点基站信号的匹配站点为“深大站”，此时将用户定位为“桃园站”所处的地铁线路，并可根据4个基站信号中信号强度最强的基站对应标识的距离，估计当前用户与桃园站之间的距离，实现了地铁轨道场景的定位，由于基站信号具有成熟度高、覆盖面广、信号稳定等特点，因此通过通信基站信号对地铁站内以及站外沿线进行场景定位可有效提高其定位稳定性与准确性，且直接利用现有基站，无需再次建设基站，有利于降低数据采集和维护成本。
本发明另一实施例提供一种基于通信基站的地铁场景定位装置，如图2所示，装置10包括：
一个或多个处理器110以及存储器120，图2中以一个处理器110为例进行介绍，处理器110和存储器120可以通过总线或者其他方式连接，图2中以通过总线连接为例。
处理器110用于完成装置10的各种控制逻辑，其可以为通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、单片机、ARM(Acorn RISCMachine)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑、分立的硬件组件或者这些部件的任何组合。还有，处理器110还可以是任何传统处理器、微处理器或状态机。处理器110也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器结合DSP核、或任何其它这种配置。
存储器120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，如本发明实施例中的基于通信基站的地铁场景定位方法对应的程序指令。处理器110通过运行存储在存储器120中的非易失性软件程序、指令以及单元，从而执行装置10的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的基于通信基站的地铁场景定位方法。
存储器120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装置、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据装置10使用所创建的数据等。此外，存储器120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120可选包括相对于处理器110远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至装置10。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。
一个或者多个单元存储在存储器120中，当被一个或者多个处理器110执行时，执行上述任意方法实施例中的基于通信基站的地铁场景定位方法，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S300。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行，例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S300。
作为示例，非易失性存储介质能够包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦ROM(EEPROM)或闪速存储器。易失性存储器能够包括作为外部高速缓存存储器的随机存取存储器(RAM)。通过说明丽非限制，RAM可以以诸如同步RAM(SRAM)、动态RAM、(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据速率SDRAM(DDR SDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、Synchlink DRAM(SLDRAM)以及直接Rambus(兰巴斯)RAM(DRRAM)之类的许多形式得到。本文中所描述的操作环境的所公开的存储器组件或存储器旨在包括这些和/或任何其他适合类型的存储器中的一个或多个。
本发明的另一种实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，计算机程序包括程序指令，当程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行上述方法实施例的基于通信基站的地铁场景定位方法。例如，执行以上描述的图1中的方法步骤S100至步骤S300。
综上所述，本发明公开的基于通信基站的地铁场景定位方法及装置中，所述方法包括：预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库；接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列；将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果。本发明实施例通过利用地铁站以及地铁线路周围部署的通信基站进行定位，其信号覆盖面大、干扰信号少、定位准确率高，有效提高了地铁场景定位的稳定性和准确性。
以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中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理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施例可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件实现。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对相关技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存在于计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络电子设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。
除了其他之外，诸如"能够'、"能"、"可能"或"可以"之类的条件语言除非另外具体地陈述或者在如所使用的上下文内以其他方式理解，否则一般地旨在传达特定实施方式能包括(然而其他实施方式不包括)特定特征、元件和/或操作。因此，这样的条件语言一般地不旨在暗示特征、元件和/或操作对于一个或多个实施方式无论如何都是需要的或者一个或多个实施方式必须包括用于在有或没有学生输入或提示的情况下判定这些特征、元件和/或操作是否被包括或者将在任何特定实施方式中被执行的逻辑。
已经在本文中在本说明书和附图中描述的内容包括能够提供基于通信基站的地铁场景定位方法及装置的示例。当然，不能够出于描述本公开的各种特征的目的来描述元件和/或方法的每个可以想象的组合，但是可以认识到，所公开的特征的许多另外的组合和置换是可能的。因此，显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下能够对本公开做出各种修改。此外，或在替代方案中，本公开的其他实施例从对本说明书和附图的考虑以及如本文中所呈现的本公开的实践中可能是显而易见的。意图是，本说明书和附图中所提出的示例在所有方面被认为是说明性的而非限制性的。尽管在本文中采用了特定术语，但是它们在通用和描述性意义上被使用并且不用于限制的目的。
Claims (10)
1.一种基于通信基站的地铁场景定位方法,其特征在于,包括如下步骤：
预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库；
接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列；
将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果。
2.根据权利要求1所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库，包括：
预先在地铁站内采集基站信号数据，并根据当前采集的场景区域对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库；
预先在地铁站外沿地铁行进方向采集基站信号数据，并根据当前采集的站点以及地铁线路对所述基站数据信号进行标识后保存至基站数据库。
3.根据权利要求1所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述预先采集地铁站内以及地铁沿线的基站信号数据，并根据预设规则对所述基站信号数据进行标识后保存至基站数据库之后，还包括：
对基站数据库中的已标识基站进行过滤，滤除重复以及未注册的已标识基站。
4.根据权利要求1所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述接收用户发起的基站扫描请求，扫描周围的基站并形成基站序列，包括：
接收用户发起的基站扫描请求；
每隔预设时间扫描一次周围的基站，过滤未注册的基站后形成基站序列。
5.根据权利要求2所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述将扫描到的基站序列与基站数据库中的已标识基站进行匹配后输出定位结果，包括：
判断扫描到的基站序列中的基站数量；
若所述基站数量为0则输出无结果，若所述基站数量为1则进行单基站匹配定位，若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位。
6.根据权利要求5所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述若所述基站数量为1则进行单基站匹配定位，具体包括：
将扫描到的单一基站信号与基站数据库中的已标识基站进行匹配，若有对应的已标识基站则输出该已标识基站的场景区域定位信息，若无，则输出无结果。
7.根据权利要求5所述的基于通信基站的地铁场景定位方法，其特征在于，所述若所述基站数量大于1则进行基站序列匹配定位，包括：
将扫描到的基站序列按时间排序，并与基站数据库中的已标识基站进行匹配，获取相应的场景区域、站点以及地铁线路定位信息；
当基站数量小于等于2时，定位为地铁站场景，输出基站序列中最后一个基站与已标识基站的场景区域定位信息；
当基站数量大于2时，定位为轨道场景，输出匹配站点最多的对应地铁线路定位信息。
8.一种基于通信基站的地铁场景定位装置，其特征在于，所述装置包括至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-7任一项所述的基于通信基站的地铁场景定位方法。
9.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被一个或多个处理器执行时，可使得所述一个或多个处理器执行权利要求1-7任一项所述的基于通信基站的地铁场景定位方法。
10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被处理器执行时，使所述处理器执行权利要求1-7任一项所述的基于通信基站的地铁场景定位方法。
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