CN110493715A - 一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置 - Google Patents

一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置，通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用卡尔曼滤波对RSSI进行滤波处理，然后采用环境参数校验后的预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，而且，基于网络设备与终端的配合，还可以采用多种定位方法的组合，进一步提高了终端定位的效果，减少定位误差，提高应用于室内的终端定位准确性。

Description

一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置
技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置。
背景技术
随着通信技术的发展，越来越多的智能设备出现在了人类的生活中，尤其是在室内的场景中，大量的终端设备需要与云端基站接入点(access point，AP)进行数据交互以执行相关操作，在这些操作之中需要首先对终端设备进行定位，以确定终端设备的使用场景。
一般的终端设备的定位方法是基于几何计算的三角定位法实现的。首先，会获取多个AP的位置信息，然后根据AP接收的信号强度指示(received signal strengthindication，RSSI)推算出相应的距离，通过该距离作为半径作圆的交点即为终端设备的位置。
但是，上述定位方法中AP与终端的交互是基于电磁波传输的，会受到环境因素的各种干扰，而且大部分电磁波传输是2.4GHz频段，更容易受到频段上的各种设备干扰，不可避免的会造成叠加、消减、吸收、多径反射等问题，所以捕捉到的信号强度会出现各种偏差，进而影响AP与终端距离的推算，影响终端定位的准确性。
发明内容
有鉴于此，本申请第一方面提供一种应用于室内的终端定位方法，可应用于室内定位系统或程序过程中，具体包括：网络设备在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，所述网络设备用于包括多个所述网络设备的网络设备组的定位过程中；
所述网络设备根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI；
所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系；
所述网络设备根据确定所述环境参数后的所述预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到所述网络设备与所述终端的距离；
所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述周期包括间隔周期与采集周期，所述网络设备在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，包括：
所述网络设备接收所述终端发送的传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在所述预设时间段内的运动参数；
根据所述运行参数确定所述采集周期的时长；
在所述采集周期的时长范围内获取终端发送的第一RSSI；
所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置，包括：
所述网络设备获取在所述预设时间段内所述第二RSSI的变化量，并根据所述预设公式得到与所述第二RSSI的变化量对应的距离变化量；
所述网络设备基于所述传感器信息和所述距离变化量进行分析，以得到所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置，包括：
所述网络设备确定A个所述网络设备对应的所述第二RSSI；
所述网络设备选择满足预设条件的B个所述网络设备，并分别确定B个所述网络设备与所述终端的第二RSSI，A≥B≥4，且A、B为正整数；
所述网络设备选择B个所述网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；
所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置，所述预设规则基于所述网络设备与所述多个模拟的终端之间的距离关系设定。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，包括：
所述网络设备分别根据所述多个模拟的终端定位确定所述多个模拟的终端位置；
所述网络设备根据所述网络设备与所述多个模拟的终端位置距离的倒数确定权重信息；
所述网络设备根据所述权重信息对所述多个模拟的终端定位进行处理。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述预设公式为：RSSI＝-10nIog10(d/d0)+A0；其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
本申请第二方面提供另一种应用于室内的终端定位方法，包括：终端实时获取传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在预设时间段内的运行行为特征；所述终端在预设时间段内向网络设备中广播，以确定多个网络设备以及对应的第一信号强度指示RSSI；所述终端向多个所述网络设备发送所述传感器信息；所述终端接收所述网络设备发送的位置信息。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述方法还包括：所述终端确定在所述预设时间段内的第一RSSI变化关系；所述终端根据预设算法对所述第一RSSI变化关系进行处理，以得到第二RSSI变化关系，所述预设算法用于去除噪音；所述终端根据所述第二RSSI变化关系确定距离变化关系，所述距离变化关系用于结合所述位置信息以得到所述终端的实时位置。
本申请第三方面提供另一种定位装置，包括：获取单元，用于在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，所述网络设备用于包括多个所述网络设备的网络设备组的定位过程中；
处理单元，用于根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI；
所述获取单元，还用于所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系；
计算单元，用于所述网络设备根据确定所述环境参数后的所述预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到所述网络设备与所述终端的距离；
确定单元，用于所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述周期包括间隔周期与采集周期，
所述获取单元，具体用于在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，包括：
所述获取单元，具体用于接收所述终端发送的传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在所述预设时间段内的运动参数；
根据所述运行参数确定所述采集周期的时长；
在所述采集周期的时长范围内获取终端发送的第一RSSI；
所述确定单元，具体用于所述网络设备获取在所述预设时间段内所述第二RSSI的变化量，并根据所述预设公式得到与所述第二RSSI的变化量对应的距离变化量；
所述确定单元，具体用于基于所述传感器信息和所述距离变化量进行分析，以得到所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述确定单元，具体用于确定A个所述网络设备对应的所述第二RSSI；所述确定单元，具体用于选择满足预设条件的B个网络设备，并分别确定B个所述网络设备与所述终端的第二RSSI，A≥B≥4，且A、B为正整数；所述确定单元，具体用于选择B个所述网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；所述确定单元，具体用于根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置，所述预设规则基于所述网络设备与所述多个模拟的终端之间的距离关系设定。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，
所述确定单元，具体用于分别根据所述多个模拟的终端定位确定所述多个模拟的终端位置；
所述确定单元，具体用于根据所述网络设备与所述多个模拟的终端位置距离的倒数确定权重信息；
所述确定单元，具体用于根据所述权重信息对所述多个模拟的终端定位进行处理。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述预设公式为：RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0；其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
本申请第四方面提供另一种终端设备，包括：
获取单元，用于实时获取传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在预设时间段内的运行行为特征；广播单元，用于在预设时间段内向网络设备中广播，以确定多个网络设备以及对应的第一信号强度指示RSSI；发送单元，用于所述终端向多个所述网络设备发送所述传感器信息；接收单元，用于所述终端接收所述网络设备发送的位置信息。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述获取单元，还用于所述终端确定在所述预设时间段内的第一RSSI变化关系；所述获取单元，还用于所述终端根据预设算法对所述第一RSSI变化关系进行处理，以得到第二RSSI变化关系，所述预设算法用于去除噪音；所述获取单元，还用于所述终端根据所述第二RSSI变化关系确定距离变化关系，所述距离变化关系用于结合所述位置信息以得到所述终端的实时位置。
本申请第五方面提供一种计算机设备，包括：存储器、处理器以及总线系统；所述存储器用于存储程序代码；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行上述第一方面或第一方面任一项所述的应用于室内的终端定位方法。
本申请第六方面提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述第一方面或第一方面任一项所述的应用于室内的终端定位方法。
从以上技术方案可以看出，本申请实施例具有以下优点：
通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用预设算法对RSSI进行过滤校正，然后采用预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，显著提高终端定位的效果，减少定位误差，提高终端定位的准确性；在室内进行人流统计、热力追踪或特定对象移动轨迹都有良好的辅助效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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申请的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为终端定位系统运行的网络架构图；
图2为终端定位过程中三角定位法的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种应用场景示意图；
图4为本申请实施例提供的一种应用于室内的终端定位方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的一种滤波前后的信号强度波动图；
图6为本申请实施例提供的另一种应用于室内的终端定位方法的流程图；
图7为本申请实施例提供的一种动态场景下的滤波效果图；
图8为本申请实施例提供的一种多方法定位的流程图；
图9为本申请实施例提供的定位装置的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的终端设备的结构示意图；
图11是本申请实施例提供的另一种定位装置的结构示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种应用于室内的终端定位方法以及相关装置，可以应用于室内终端定位的系统或程序过程中，具体通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用预设算法对RSSI进行过滤校正，然后采用预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，显著提高终端定位的效果，减少定位误差，提高终端定位的准确性；在室内进行人流统计、热力追踪或特定对象移动轨迹都有良好的辅助效果。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应理解，本申请提供的应用于室内的终端定位方法可应用于室内定位的场景中，具体的，室内定位场景可以运行于如图1所示的网络架构中，如图1所示，是终端定位系统运行的网络架构图，如图可知，终端定位系统可以通过多个网络设备对终端进行信号强度的获取，然后将信号强度转化为距离，根据多个距离即可确定终端的位置；可以理解的是，图1中示出了三个网络设备，在实际场景中可以有更多或更少的终端设备参与到定位过程中，具体数量因实际场景而定，此处不做限定；另外，图1中示出了一个终端，但在实际场景中，也可以有多个终端的参与，特别是在多应用数据交互的场景中，具体终端数量因实际场景而定。
可以理解的是，上述定位系统可以运行于个人移动终端，也可以运行于网络设备；具体的定位系统可以是以一种程序的形式在上述设备中运行，也可以作为上述设备中的系统部件进行运行，还可以作为云端服务程序的一种，具体运作模式因实际场景而定，此处不做限定。一般基于网络设备侧的定位系统可以进行全局终端定位和人流热力；基于终端侧可以输出定位软件开发工具包(software development kit，SDK)，例如可以在手机应用内，基于室内地图进行室内定位和导航。
随着通信技术的发展，越来越多的智能设备出现在了人类的生活中，尤其是在室内的场景中，大量的终端设备需要与云端基站接入点(access point，AP)进行数据交互以执行相关操作，这些AP可以集成在网络设备上表示；另外，在这些操作之中需要首先对终端设备进行定位，以确定终端设备的使用场景。
一般的终端设备的定位方法是基于几何计算的三角定位法实现的。如图2所示，是终端定位过程中三角定位法的示意图；首先，会获取多个AP的位置信息，例如：(x1，y1)(x2，y2)(x3，y3)，然后根据AP接收的信号强度指示(received signal strength indication，RSSI)推算出相应的距离，通过该距离作为半径作圆的交点(x0，y0)即为终端设备的位置。
但是，上述定位方法中AP与终端的交互是基于电磁波传输的，会受到环境因素的各种干扰，如图3所示，是本申请实施例提供的一种应用场景示意图，可见在定位过程中有很多环境因素的干扰，而且由于大部分电磁波传输是2.4GHz频段，更容易受到频段上的各种设备干扰，不可避免的会造成叠加、消减、吸收、多径反射等问题，所以捕捉到的信号强度会出现各种偏差，进而影响AP与终端距离的推算，影响终端定位的准确性。
为了解决上述问题，下面结合上述应用场景，将对本申请中应用于室内的终端定位方法进行介绍，请参阅图4，图4为本申请实施例提供的一种应用于室内的终端定位方法的流程图，本申请实施例至少包括以下步骤：
401、网络设备在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI。
本实施例中，网络设备是AP侧的统称，即网络设备也可以是具有数据通信转发功能的其他功能实体，例如路由器、交换机、接入装置等；其中，由于一般采用三脚定位法来确定终端设备的位置，可以在网络设备组中设置3个网络设备，也可以设置更多的网络设备，具体数量因实际场景而定。
可选的，为保证终端定位的时效性以及准确性，周期包括间隔周期与采集周期，所述间隔周期用于指示所述网络设备停止采集第一RSSI，所述采集周期用于指示所述网络设备实时采集第一RSSI，所述预设时间段包含多个所述间隔周期与多个所述采集周期，所述采集周期基于所述终端的运动参数设定。
可以理解的是，预设时间段的设定可以是根据相关人员的输入，即用户可以设定工作时间段，例如：网络设备在6:00-20:00为工作时间段，此时获取接收终端发送的RSSI；预设时间段的设定也可以是根据网络设备的相关模块自动生成。
本实施例中，终端可以是手机等移动终端，也可以是具有通信功能的其他功能用具，例如：扫地机、电视机等，具体的，若终端为移动终端，则可以设计相关的应用以供用户进行相关数据交互，并且本申请中的定位方法可以通过SDK体现。
402、所述网络设备根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI。
本实施例中，若终端在某一位置静止不动，则每一个RSSI对应一个距离值，那么应该是一条水平的直线。但是由于各种因素的干扰，即使静止在同一个位置，RSSI也会有波动，甚至是剧烈的波动。一般RSSI转距离公式中，RSSI越小，RSSI波动得到的距离误差越大。这也就是使用RSSI进行定位产生的严重误差根源。如果定位的时候只采样一次，那么在初始计算阶段就出现了误差，甚至是严重的错误。本申请提出一种优化的方法，即引入了一阶卡尔曼滤波，用于去除噪音干扰。
如图5所示，是本申请实施例提供的一种滤波前后的信号强度波动图；图中左边为滤波前对不同距离下采集的RSSI波动图，可见RSSI波动较大，不利于实际RSSI的确定，并无法准确的计算出终端与网络设备的距离；而图中右边为滤波后在某一距离采集的RSSI波动对比图，可见之前一些时刻RSSI偏差值较大，但在滤波之后，各个时刻的RSSI会稳定在RSSI＝-65附近，可以看到即使是有很大的偏差值，也可以平滑到一条接近目标值的曲线，通过对曲线上的点求均值，就可以得到设备静止位置下的RSSI，从而可以计算得到误差较小的距离。之所以可以采样多个数据来进行平滑，是由于终端在周期性向空气中广播数据，其频度可能是在毫秒级别。
403、所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数。
本实施例中，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，且在布置各网络设备时按照一定的距离规划进行，即预设距离进行分布；所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系。
在一种可能的场景中，由于室内环境时非常复杂的，空旷的环境和密集布局的环境，环境参数是不相同的，这个值通常是通过实地测试得到的。但是如果对每一个室内定位的场景都做环境因子采集，那是一个浩大的工程，而且会出现和指纹定位里一样的难题：如果环境改变了，就必须得重新采集。故在网络设备获取终端发送的第一RSSI之前，网络设备还可以所述预设时间段内获取与所述周边网络设备之间的第三RSSI，所述第三RSSI用于指示所述网络设备确定与所述周边网络设备之间的预设距离；所述网络设备根据所述预设距离与所述第三RSSI的对应关系对所述预设公式进行反解，以得到所述环境参数。即上述环境参数n还可以基于多个网络设备之间的RSSI与距离的关系反解所得，即一种基于多AP的反推环境参数的计算方式。
可选的，在一种可能的场景中，由于在采用多AP定位的场景中建筑的位置不会轻易变化，AP的位置是相对稳定的。在布放AP的时候，可以记录AP的相对位置，然后每一个AP上采集到的其他AP的数据，就转换成已知定位数据和其他参数，计算n的方式，求解当前环境下的n。这其实是一种理论上的求解值，因为通过实际运算发现，这样求解的n并不是很稳定，这样计算距离依然会出现较大误差，因而改进之后的方法变为，通过AP之前的互相定位，拟合出一个RSSI到距离的转换函数，即(输入AP的互相定位数据)关联于(输出当前环境的RSSI转距离公式)，然后用此转换函数进行RSSI与距离的转换。
404、所述网络设备根据预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到A个所述网络设备分别与所述终端的距离。
本实施例中，所述预设公式基于A个所述网络设备之间的信号强度与距离的关系设定；在一种可能的数学表述形式中，预设公式可以为如下形式：
RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0
其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
可以理解的是，上述公式中，环境参数n可以为固定值，例如：在室内场景中，环境参数n一般取值为2，可选的，环境参数n也可以根据当前的环境进行修改，该修改的过程可以响应与相关人员的输入，也可以根据历史记录中不同场景对应的环境参数设定。
另外，上述公式中校验距离d0与校验RSSI值A0具有对应关系，即终端在距离网络设备d0时对应的RSSI值即为A0，具体的数值应实际测量场景而定，此处不做限定。
405、所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
本实施例中，可以采用三角定位法，在确定3个网络设备的位置之后，分别以求得的网络设备到终端的距离为半径做圆，其交点即为终端的位置。
在一种可能的场景中，采用三角定位法可能会不准确，例如：通过换算记录，画出的三个圆并没有相交与一点，而是相交出了一个区域，如果区域大小在误差范围内还可以接受，但如果相交区域过大，就会出现定位错误；另外，三个圆并也有可能没有相交与一点，而是落在中间的空隙处。此时如果去解方程组，无法求职，导致定位出错；再者，通常认为网络设备在空气中广播出来的信号应该是一个球体，从一个切面来看，应该是一个圆，然而事实是，由于各种环境的影响，可能覆盖的范围不是一个圆，而是不规则区域，这样不规则区域的相交无法得到具体的位置信息。
在该场景中，可以不再单纯使用方程组的方式求解，而是引入莱文贝格－马夸特方法，即提供数非线性最小化(局部最小)的数值解。此算法能借由执行时修改参数达到结合高斯-牛顿算法以及梯度下降法的优点，并对两者之不足作改善，比如高斯-牛顿算法之反矩阵不存在或是初始值离局部极小值太远。引入这个方法之后，不仅一定可以求得结果，而且可以得到局部最优的结果。
在另一种可能的场景中，网络设备的个数大于3个，则可以采用纠偏优化的方法进行计算，例如，选择所述多个网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；然后所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置。其中，预设规则可以是遍历每个结果的组合，计算权重，然后根据权重占比，得到最终的坐标，可以理解的是，权重可以基于距离的倒数设定。举个例子，对于同一个终端，对于不同AP的RSSI进行降序排序，取最大的4个值；然后计算AP组合，即C(4,3)，分别计算每3个AP的定位结果；遍历每个结果的组合，计算权重，权重为距离的倒数，然后根据权重占比，得到最终的坐标。
可以理解的是，上述实施例中各个场景中的具体实施方式亦可以相互结合，具体形式因实际场景而定，此处不做限定。
结合上述实施例可知，通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用预设算法对RSSI进行过滤校正，然后采用预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，显著提高终端定位的效果，减少定位误差，提高终端定位的准确性；在室内进行人流统计、热力追踪或特定对象移动轨迹都有良好的辅助效果。
一般终端设备为了完成某项作业，可能会移动位置，例如扫地机器人此时单一的按照点获取RSSI的方法可能会不准确；下面，对该场景结合附图进行说明，如图6所示，图6为本申请实施例提供的另一种应用于室内的终端定位方法的流程图，本申请实施例至少包括以下步骤：
601、网络设备周期性获取终端发送的第一RSSI。
本实施例中，网络设备的获取周期可以分为间隔周期与采集周期，所述网络设备在间隔周期中停止采集第一RSSI，所述网络设备在采集周期中实时采集第一RSSI，所述预设时间段包含多个所述间隔周期与多个所述采集周期。例如：网络设备每隔1秒进行一次持续2秒的数据采样，由于设备不可能在2秒内有较大的位移，这样可以通过周期性的采集，通过离散的点来模拟设备的运动轨迹。
可以理解的是，网络设备是AP侧的统称，即网络设备也可以是具有数据通信处理功能的其他功能实体；其中，由于一般采用三脚定位法来确定终端设备的位置，故所述网络设备包括A个网络设备，A≥3，且A为整数。
本实施例中，终端可以是手机等移动终端，也可以是具有通信功能的其他功能用具，例如：扫地机、电视机等，具体的，若终端为移动终端，则可以设计相关的应用以供用户进行相关数据交互，并且本申请中的定位方法可以通过SDK体现。
602、网络设备根据预设算法对周期内第一RSSI进行处理，以得到第二RSSI。
本实施例中，由于步骤601中指出终端可能是运动的，故此处第一RSSI表示在一定周期内多个RSSI的集合，其中，该多个RSSI可能是变化的。然后通过预设算法对该多个RSSI进行处理，得到处理后的多个RSSI集合，即第二RSSI。其中，预设算法可以是卡尔曼滤波过滤算法。
如图7所示，为本申请实施例提供的一种动态场景下的滤波效果图，图中过滤前的波形波动较大，过滤后得到一条平滑的曲线，可以反映网络设备与终端之间的RSSI变化情况。
603、终端实时获取传感器信息。
本实施例中，传感器信息可以是可以推导得出终端的移动方向和移动速度的相关参数，例如：陀螺仪数据或计步器，其中，陀螺仪数据可以反映终端在垂直方向上的位移，计步器可以反映终端在水平方向上的位移；然后可以集合上述位移信息与RSSI变化情况得出模拟的终端运行轨迹，并提供相应的定位数据。
可以理解的是，终端的实时获取过程可以是在终端检测到运动指令之后启动的，例如：扫地机器人接收到用户输入的启动指令，即将开始运动，则可以进行传感器信息的实时获取过程。
604、终端向网络设备发送传感器信息。
本实施例中，终端向网络设备发送传感器信息之外，还可以发送运动开启指令，即用于指示网络设备切换至相应的数据获取模式。
605、根据预设公式对第二RSSI进行计算，得到多个网络设备分别于终端的距离。
本实施例中，所述预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定；在一种可能的数学表述形式中，预设公式可以为如下形式：
RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0
其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
可以理解的是，上述公式中，环境参数n可以为固定值，例如：在室内场景中，环境参数n一般取值为2，可选的，环境参数n也可以根据当前的环境进行修改，该修改的过程可以响应与相关人员的输入，也可以根据历史记录中不同场景对应的环境参数设定。
另外，上述公式中校验距离d0与校验RSSI值A0具有对应关系，即终端在距离网络设备d0时对应的RSSI值即为A0，具体的数值应实际测量场景而定，此处不做限定。
可选的，在一种可能的场景中，由于室内环境时非常复杂的，空旷的环境和密集布局的环境，环境参数是不相同的，这个值通常是通过实地测试得到的。但是如果对每一个室内定位的场景都做环境因子采集，那是一个浩大的工程，而且会出现和指纹定位里一样的难题：如果环境改变了，就必须得重新采集。故在网络设备获取终端发送的第一RSSI之前，网络设备还可以所述预设时间段内获取与所述周边网络设备之间的第三RSSI，所述第三RSSI用于指示所述网络设备确定与所述周边网络设备之间的预设距离；所述网络设备根据所述预设距离与所述第三RSSI的对应关系对所述预设公式进行反解，以得到所述环境参数。即环境参数n还可以基于多个网络设备之间的RSSI与距离的关系反解所得，即一种基于多AP的反推环境参数的计算方式。
可选的，在一种可能的场景中，由于在采用多AP定位的场景中建筑的位置不会轻易变化，AP的位置是相对稳定的。在布放AP的时候，可以记录AP的相对位置，然后每一个AP上采集到的其他AP的数据，就转换成已知定位数据和其他参数，计算n的方式，求解当前环境下的n。这其实是一种理论上的求解值，因为通过实际运算发现，这样求解的n并不是很稳定，这样计算距离依然会出现较大误差，因而改进之后的方法变为，通过AP之前的互相定位，拟合出一个RSSI到距离的转换函数，即(输入AP的互相定位数据)关联于(输出当前环境的RSSI转距离公式)，然后用此转换函数进行RSSI与距离的转换。
606、根据多个网络设备分别与所述终端的距离以及传感器信息确定终端的运动轨迹。
本实施例中，运动轨迹即为终端不同时刻位置的集合，可以通过传感器信息以及多个网络设备分别与所述终端的距离模拟所得。
具体的，对于某一时刻终端位置的确定，可以采用三角定位法，在确定3个网络设备的位置之后，分别以求得的网络设备到终端的距离为半径做圆，其交点即为终端的位置。
在一种可能的场景中，可以不再单纯使用方程组的方式求解，而是引入莱文贝格－马夸特方法，即提供数非线性最小化(局部最小)的数值解。此算法能借由执行时修改参数达到结合高斯-牛顿算法以及梯度下降法的优点，并对两者之不足作改善，比如高斯-牛顿算法之反矩阵不存在或是初始值离局部极小值太远。引入这个方法之后，不仅一定可以求得结果，而且可以得到局部最优的结果。
在另一种可能的场景中，网络设备的个数大于3个，则可以采用纠偏优化的方法进行计算，例如，选择所述多个网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；然后所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置。其中，预设规则可以是遍历每个结果的组合，计算权重，然后根据权重占比，得到最终的坐标，可以理解的是，权重可以基于距离的倒数设定。举个例子，对于同一个终端，对于不同AP的RSSI进行降序排序，取最大的4个值；然后计算AP组合，即C(4,3)，分别计算每3个AP的定位结果；遍历每个结果的组合，计算权重，权重为距离的倒数，然后根据权重占比，得到最终的坐标。
可以理解的是，上述实施例中各个场景中的具体实施方式亦可以相互结合，具体形式因实际场景而定，此处不做限定。
通过上述实施例可知，通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用预设算法对RSSI进行过滤校正，然后采用预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，显著提高终端定位的效果，减少定位误差，提高终端定位的准确性；在室内进行人流统计、热力追踪或特定对象移动轨迹都有良好的辅助效果。
在一种可能的场景中，终端也可以进行自身定位，即终端可以接收预设时间段内网络设备发送的RSSI，然后根据RSSI与终端获取的传感器信息计算运动方向、速度等，具体的，终端可以确定在所述预设时间段内的第一RSSI变化关系；然后根据预设算法对所述第一RSSI变化关系进行处理，以得到第二RSSI变化关系，所述预设算法用于去除噪音；之后终端根据所述第二RSSI变化关系确定距离变化关系，所述距离变化关系用于结合所述位置信息以得到所述网络设备的实时位置；最后根据网络设备的位置进行三角定位得到终端的实时位置。
结合上述实施例，也可以采用将多种定位方法相结合的方法对终端进行定位，如图8所示，图8为本申请实施例提供的一种多方法定位的流程图，图中网络设备侧可以选择静止定位或动态定位模式，终端侧可以进行终端定位模式。
具体的，静止定位是根据预设时间段内网络设备持续的采集数据，然后对数据进行卡尔曼滤波过滤后，调整环境参数，并根据RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0计算出网络设备与终端的距离，进而进行三角定位，并采用多解优化的方法，选择最佳的距离，最后根据得到的距离确定终端的位置，即图4实施例所示的方法。
动态定位是根据网络设备持续的采集数据并进而卡尔曼滤波过滤，再结合终端发送的传感器信息模拟出终端的运行轨迹，根据调整后的环境参数，依次计算运行轨迹上的距离变化，进而进行三角定位并加权优化，以确定终端的位置变化情况以及当前所在的位置。
终端定位是根据终端自身接收预设时间段内网络设备发送的RSSI，然后根据RSSI与终端获取的传感器信息计算运动方向、速度等运动参数确定网络设备的位置，根据确定的网路设备的位置进行三角定位，并进行加权优化，进而得到自身的位置。
可以理解的是，对于上述定位模型可以多种模式同时进行，即应用于多终端的应用场景之中，例如：静止定位用于对窗帘、门等静止的家居物品进行定位；动态定位用于对扫地机器人或移动终端等可能发生位置移动的终端进行定位；而终端定位可以应用于任何具有传感器的终端的定位过程中，并与静止定位和动态定位进行对比，进一步提高定位的准确性。
为了更好的实施本申请实施例的上述方案，下面还提供用于实施上述方案的相关装置。请参阅图9，图9为本申请实施例提供的定位装置的结构示意图，定位装置900包括：
获取单元901，用于在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，所述网络设备用于包括多个所述网络设备的网络设备组的定位过程中；
处理单元902，用于根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI；
所述获取单元901，还用于所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系；
计算单元903，用于所述网络设备根据确定所述环境参数后的所述预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到所述网络设备与所述终端的距离；
确定单元904，用于所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述周期包括间隔周期与采集周期，
所述获取单元901，具体用于在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，包括：
所述获取单元901，具体用于接收所述终端发送的传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在所述预设时间段内的运动参数；
所述获取单元901，具体用于根据所述运行参数确定所述采集周期的时长；
所述获取单元901，具体用于在所述采集周期的时长范围内获取终端发送的第一RSSI；
所述确定单元904，具体用于所述网络设备获取在所述预设时间段内所述第二RSSI的变化量，并根据所述预设公式得到与所述第二RSSI的变化量对应的距离变化量；
所述确定单元904，具体用于基于所述传感器信息和所述距离变化量进行分析，以得到所述终端的位置。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述确定单元904，具体用于确定A个所述网络设备对应的所述第二RSSI；所述确定单元904，具体用于选择满足预设条件的B个网络设备，并分别确定B个所述网络设备与所述终端的第二RSSI，A≥B≥4，且A、B为正整数；所述确定单元904，具体用于选择B个所述网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；所述确定单元904，具体用于根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置，所述预设规则基于所述网络设备与所述多个模拟的终端之间的距离关系设定。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，
所述确定单元904，具体用于分别根据所述多个模拟的终端定位确定所述多个模拟的终端位置；
所述确定单元904，具体用于根据所述网络设备与所述多个模拟的终端位置距离的倒数确定权重信息；
所述确定单元904，具体用于根据所述权重信息对所述多个模拟的终端定位进行处理。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，所述预设公式为：RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0；其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
通过网络设备组中多个网络设备对于终端RSSI的获取，并且采用预设算法对RSSI进行过滤校正，然后采用预设公式对过滤后的RSSI进行计算，以得到所述多个网络设备分别与所述终端的距离，其中，预设公式基于所述多个网络设备之间的信号强度与距离的关系设定，保证了公式结果的可信度，减少了不同环境对于RSSI与距离转换关系的影响，显著提高终端定位的效果，减少定位误差，提高终端定位的准确性；在室内进行人流统计、热力追踪或特定对象移动轨迹都有良好的辅助效果。
本申请实施例还提供一种终端设备，请参阅图10，图10为本申请实施例提供的终端设备的结构示意图，终端设备1000包括：
获取单元1001，用于实时获取传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在预设时间段内的运行行为特征；
广播单元1002，用于在预设时间段内向网络设备中广播，以确定多个网络设备以及对应的第一信号强度指示RSSI；
发送单元1003，用于所述终端向多个所述网络设备发送所述传感器信息；
接收单元1004，用于所述终端接收所述网络设备发送的位置信息。
优选的，在本申请一些可能的实现方式中，
所述获取单元1001，还用于所述终端确定在所述预设时间段内的第一RSSI变化关系；
所述获取单元1001，还用于所述终端根据预设算法对所述第一RSSI变化关系进行处理，以得到第二RSSI变化关系，所述预设算法用于去除噪音；
所述获取单元1001，还用于所述终端根据所述第二RSSI变化关系确定距离变化关系，所述距离变化关系用于结合所述位置信息以得到所述终端的实时位置。
本申请实施例还提供了一种定位装置，请参阅图11，图11是本申请实施例提供的另一种定位装置的结构示意图，该定位装置1100可因配置或性能不同而产生比较大的差异，可以包括一个或一个以上中央处理器(central processing units，CPU)1122(例如，一个或一个以上处理器)和存储器1132，一个或一个以上存储应用程序1142或数据1144的存储介质1130(例如一个或一个以上海量存储设备)。其中，存储器1132和存储介质1130可以是短暂存储或持久存储。存储在存储介质1130的程序可以包括一个或一个以上模块(图示没标出)，每个模块可以包括对定位装置中的一系列指令操作。更进一步地，中央处理器1122可以设置为与存储介质1130通信，在定位装置1100上执行存储介质1130中的一系列指令操作。
定位装置1100还可以包括一个或一个以上电源1126，一个或一个以上有线或无线网络接口1150，一个或一个以上输入输出接口1158，和/或，一个或一个以上操作系统1141，例如Windows ServerTM，Mac OS XTM，UnixTM,LinuxTM，FreeBSDTM等等。
上述实施例中由定位装置所执行的步骤可以基于该图11所示的定位装置结构。
本申请实施例中还提供一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有数据终端定位指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述图4至图8所示实施例描述的方法中定位装置所执行的步骤。
本申请实施例中还提供一种包括数据终端定位指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行如前述图4至图8所示实施例描述的方法中定位装置所执行的步骤。
本申请实施例还提供了一种终端定位系统，所述终端定位系统可以包含图9或11所描述实施例中的定位装置，或者图10所描述的终端设备。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述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。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，定位装置，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，ROM)、随机存取存储器(random access memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种应用于室内的终端定位方法，其特征在于，包括：
网络设备在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，所述网络设备用于包括多个所述网络设备的网络设备组的定位过程中；
所述网络设备根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI；
所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系；
所述网络设备根据确定所述环境参数后的所述预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到所述网络设备与所述终端的距离；
所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周期包括间隔周期与采集周期，所述网络设备在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，包括：
所述网络设备接收所述终端发送的传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在所述预设时间段内的运动参数；
根据所述运行参数确定所述采集周期的时长；
在所述采集周期的时长范围内获取终端发送的第一RSSI；
所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置，包括：
所述网络设备获取在所述预设时间段内所述第二RSSI的变化量，并根据所述预设公式得到与所述第二RSSI的变化量对应的距离变化量；
所述网络设备基于所述传感器信息和所述距离变化量进行分析，以得到所述终端的位置。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置，包括：
所述网络设备确定A个所述网络设备对应的所述第二RSSI；
所述网络设备选择满足预设条件的B个所述网络设备，并分别确定B个所述网络设备与所述终端的第二RSSI，A≥B≥4，且A、B为正整数；
所述网络设备选择B个所述网络设备中的任意三个进行三角定位，以得到多个模拟的终端定位；
所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，得到述终端的位置，所述预设规则基于所述网络设备与所述多个模拟的终端之间的距离关系设定。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述网络设备根据预设规则对所述多个模拟的终端定位进行处理，包括：
所述网络设备分别根据所述多个模拟的终端定位确定所述多个模拟的终端位置；
所述网络设备根据所述网络设备与所述多个模拟的终端位置距离的倒数确定权重信息；
所述网络设备根据所述权重信息对所述多个模拟的终端定位进行处理。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述预设公式为：
RSSI＝-10nlog10(d/d0)+A0
其中，RSSI表示网络设备与终端之间的信号强度指示，n表示环境参数；d0表示校验距离；A0表示校验RSSI值；d表示网络设备与所述终端的距离。
6.一种应用于室内的终端定位方法，其特征在于，包括：
终端实时获取传感器信息，所述传感器信息用于指示所述终端在预设时间段内的运行行为特征；
所述终端在预设时间段内向网络设备中广播，以确定多个网络设备以及对应的第一信号强度指示RSSI；
所述终端向多个所述网络设备发送所述传感器信息；
所述终端接收所述网络设备发送的位置信息。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述终端确定在所述预设时间段内的第一RSSI变化关系；
所述终端根据预设算法对所述第一RSSI变化关系进行处理，以得到第二RSSI变化关系，所述预设算法用于去除噪音；
所述终端根据所述第二RSSI变化关系确定距离变化关系，所述距离变化关系用于结合所述位置信息以得到A个所述网络设备的实时位置。
8.一种应用于室内的终端定位方法，其特征在于，包括：
获取单元，用于在预设时间段内周期性的获取终端发送的第一信号强度指示RSSI，所述网络设备用于包括多个所述网络设备的网络设备组的定位过程中；
处理单元，用于根据预设算法对所述第一RSSI进行滤波处理，以得到第二RSSI；
所述获取单元，还用于所述网络设备获取与周边网络设备之间的信号强度和预设距离，以输入预设公式中确定环境参数，所述周边网络设备用于指示所述网络设备组中除所述网络设备的其他网络设备，所述预设公式用于指示所述信息强度与所述预设距离的对应关系；
计算单元，用于所述网络设备根据确定所述环境参数后的所述预设公式对所述第二RSSI进行计算，以得到所述网络设备与所述终端的距离；
确定单元，用于所述网络设备根据所述网络设备与所述终端的距离确定所述终端的位置。
9.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括处理器以及存储器：
所述存储器用于存储程序代码；所述处理器用于根据所述程序代码中的指令执行权利要求1至7任一项所述的应用于室内的终端定位方法。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述权利要求1至7所述的应用于室内的终端定位方法。
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