CN110850369A - 一种室内定位方法、系统、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种室内定位方法、系统、装置和存储介质，其中方法包括以下步骤：获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。本发明通过结合预设的定位点来进行室内定位，定位精度与LiFi灯的数量无关，只需增加定位点信息库中定位点的数据即可，极大地降低了硬件成本。另外，定位点可在三维空间中随意选取，并不依赖LiFi灯的坐标，间接地提高了定位的精准度，可广泛应用于室内定位领域。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位领域，尤其涉及一种室内定位方法、系统、装置和存储介质。
背景技术
LiFi作为一种以LED照明灯发出的光当作网络信号的传输工具，可用于室内定位，现在常见的实现方法有：1、以LiFi灯的位置作为定位位置。这种方法是事先登记好每一盏LiFi灯的位置，及其对应ID号。定位设备接收到LiFi信号，选择信号最强的一盏LiFi灯的坐标作为设备的定位坐标。这种方案最大的特点是简单，但有明显的不足如下：1)可选定位点的位置与LiFi灯的数量一致，如果要增加定位精度需要投入大量的LiFi灯，成本高；2)实际场景中，适合安装灯具的位置是受局限的，很多需要定位的位置点并不适合安装灯具；3)该方案依赖于准确的LiFi灯坐标位置，而LiFi灯安装在天花板下，不便于准确测量其坐标。2、采用三角定位方式。三角定位是定位设备同时接收多个LiFi灯的信息，根据信号强度等指标推算定位设备与各个LiFi灯的距离，结合各个LiFi灯的坐标位置，计算定位设备的位置坐标；该方案最大的不足在于依赖LiFi灯的坐标，而LiFi灯安装在天花板下，不便于准确测量其坐标。
发明内容
为了解决上述技术问题之一，本发明的目的是提供一种低成本且准确室内定位的方法、系统、装置和存储介质。
本发明所采用的第一技术方案是：
一种室内定位方法，包括以下步骤：
获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；
结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
进一步，还包括建立定位点信息库的步骤，所述建立定位点信息库的步骤具体包括以下步骤：
在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
进一步，所述结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置这一步骤，具体包括以下步骤：
根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点；
根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置。
进一步，所述根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点这一步骤，具体为：
根据第一编号信息检测定位点信息库中是否记录有相同编号信息对应的定位点，若记录有，获取该定位点作为匹配定位点；反之，结合第一编号信息和预设方式从定位点信息库中获取定位点作为匹配定位点。
进一步，所述根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置这一步骤，具体为：
判断匹配定位点的个数是否为一个，若是，获取该匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置；反之，结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点，获取最接近的匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置。
进一步，所述结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点这一步骤，具体包括以下步骤：
结合第一LiFi列表信息中的信号强度信息和第二LiFi列表信息中的信号强度信息计算欧氏距离；
获取最小欧氏距离对应的匹配定位点作为最接近的匹配定位点。
本发明所采用的第二技术方案是：
一种室内定位系统，包括：
采集模块，用于获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；
定位模块，用于结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
进一步，还包括信息库建立模块，所述信息库建立模块包括：
定位点标定单元，用于在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
信息采集单元，用于获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
信息库建立单元，用于结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
进一步，所述定位模块具体包括匹配单元和定位单元；
所述匹配单元用于根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点；
所述定位单元用于根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置。
本发明所采用的第三技术方案是：
一种室内定位装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本发明所采用的第四技术方案是：
一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本发明的有益效果是：本发明通过结合预设的定位点来进行室内定位，定位精度与LiFi灯的数量无关，只需增加定位点信息库中定位点的数据即可，极大地降低了硬件成本。另外，定位点可在三维空间中随意选取，并不依赖LiFi灯的坐标，间接地提高了定位的精准度。
附图说明
图1是本发明一种室内定位方法的步骤流程图；
图2是本发明一种室内定位系统的结构框图。
具体实施方式
如图1所示，本实施例提供了一种室内定位方法，包括以下步骤：
S1、建立定位点信息库。
S2、获取室内待定位点的第一LiFi列表信息。
S3、结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置。
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
本实施例方法中，当需要对某点进行定位时，采集该点的LiFi列表信息，具体可通过LiFi信号采集设备。所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息，根据采集到的LiFi列表信息与定位点信息库中的LiFi列表信息进行匹配检索，获取到对应的定位点，进而获得待定位点的坐标位置。比如当匹配到多个定位点时，可计算多个定位点的坐标的平均值作为待定位点的坐标位置，或者刚好匹配到第一LiFi列表信息与第二LiFi列表信息相同时，则获取该第二LiFi列表信息对应的定位点的坐标作为待定位点的坐标位置。由于本实施例中，通过结合预设的定位点来进行室内定位，定位精度与LiFi灯的数量无关，只需增加定位点信息库中定位点的数据即可，极大地降低了硬件成本。另外，定位点可在三维空间中随意选取，并不依赖LiFi灯的坐标，间接地提高了定位的精准度。
其中，图步骤S1具体包括步骤S11～S13：
S11、在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
S12、获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
S13、结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
其中，步骤S3具体包括步骤S31～S32：
S31、根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点；
S32、根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置。
其中，步骤S31具体为：根据第一编号信息检测定位点信息库中是否记录有相同编号信息对应的定位点，若记录有，获取该定位点作为匹配定位点；反之，结合第一编号信息和预设方式从定位点信息库中获取定位点作为匹配定位点。
步骤S32具体为：判断匹配定位点的个数是否为一个，若是，获取该匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置；反之，结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点，获取最接近的匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置。
在本实施例中，进行定位匹配时，先比对编号信息，若直接通过比对编号信息即可实现定位的，无需执行下面的计算步骤，极大地降低了运算量，提高了响应效率。具体在获取匹配定位点时，先检测在定位点信息库中是否存有编号信息与第一编号信息相同的定位点，因为不同的位置接收到不同数量与编号的LiFi灯的信号，若存有相同的编号信息的定位点，则说明该定位点与待定位点的位置非常接近，将该定位点作为匹配定位点，并将该点的坐标作为待定位点的坐标即可。如果没有找到编号信息相同的定位点，则获取编号信息相似的定位点，比如获取LiFi灯的编号相同数量最多的点，比如待定位点的编号信息(A，B，C)，定位点信息库中包含有P1、P2和P3，分别对比的编号信息为P1(A，B，C，D)、P2(A，B，C，E)和P3(A，B，E，F)，由于P1和P2都有3个相同的编号，因此获取P1和P2作为匹配定位点。
当存有多个匹配定位点时，结合第一LiFi列表信息中的信号强度信息和各匹配定位点对应的信号强度信息进行距离计算，从而获取与待定位点最接近的匹配定位点。具体可采用余弦距离公式计算，或相似度公式计算都可以。
进一步作为优选的实施方式，所述结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点这一步骤，具体包括步骤A1～A2：
A1、结合第一LiFi列表信息中的信号强度信息和第二LiFi列表信息中的信号强度信息计算欧氏距离；
A2、获取最小欧氏距离对应的匹配定位点作为最接近的匹配定位点。
具体实施例
以下结合具体实施例对上述方法进行详细说明，本实施例包括系统部署阶段和应用阶段两个阶段。
一、系统部署阶段
在需要定位的室内空间，均匀分布地安装LiFi灯，并给每盏LiFi灯配置唯一的ID编码。其中，LiFi灯的安装位置无严格要求，只要定位设备在需要定位的空间内，任何一点都可以接收到多盏LiFi灯的信号即可，且无需预记录LiFi灯的ID和坐标位置。
安装完LiFi灯后，在地图上标记出定位点，并记录定位的地图坐标，该地图具体可以采用三维地图。使用LiFi信号采集设备，在实际空间中对应定位点的位置，记录每个预设的定位点接收到的LiFi灯的ID列表及其对应的信号强度。获得每个定位对应的LiFi灯的ID编码、各LiFi灯的信号强度以及地图坐标后，生成定位点信息库。定位点信息库可采用下表1的方式进行记录信息。
表1
二、应用阶段
在建立好定位点信息库后，当需要对空中某一个待定位点进行定位时，只需获取该待定位点的LiFi列表信息(包括该待定位点上采集的LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息)。如下表2为某待定位点的LiFi列表信息：
表2
获取到待定位点的LiFi列表信息后，根据LiFi列表信息与定位点信息库中各定位点做匹配，找出匹配定位点。具体匹配过程分两步，第一步在定位点信息库中找到ID列表与待定位点ID列表最相似的位置点(只关注ID号，不关注信号强度)。如果有多个定位点与待定位点的ID列表一致(即编号信息完全相同)，则获取多个定位点作为匹配定位点。如果没有定位点与待定位点ID列表完全相同的，则找出相同ID数量最多的定位点，作为匹配定位点。
如果有且只有一个定位点与待定位点ID列表一致，即只有一个匹配定位点，则把该匹配定位点的坐标作为待定位点的坐标，实现了定位。
如果存有多个匹配定位点时，选出每个ID对应信号强度与待定位点最相近的匹配定位点，该匹配定位点的坐标作为实际位置点的坐标，实现定位，这是因为当匹配定位点对应的编号信息和信号强度信息都与待定位点上采集到的信息相同或相似时，则这两个点的距离非常相近。具体地，可以通过欧氏距离计算方法找出最相近的点，具体欧氏距离计算方式如下。
假设待定位点L1的ID列表为ID1～IDn，分别对应的信号强度是M1～Mn。假设匹配定位点有三个，分别为PA、PB、PC，都是与L1的ID列表一致。接下来，分别计算待定位点L1与匹配定位点PA、PB、PC信号强度之间的欧氏距离。欧氏距离的计算公式如下所示：
其中，Dk为欧氏距离，Mi为待定位点对应的信号强度，Pi为匹配定位点对应的信号强度，i为LiFi列表中LiFi灯的个数。
具体计算中，如果待定位点上收到的LiFi灯的ID(即编号信息)较多，可以选取若干个信号较强的LiFi灯来进行欧氏距离计算。如此可以减少计算量，快速响应。
本实施例的室内定位方法相对与现有的室内定位方法，至少具有如下有益效果：
(1)、不依赖LiFi灯的具体坐标，只需要按需要记录好定位点。因为灯具在天花板上，难于做准确坐标测量。而预设的定位点通过在地图进行标记，容易实施。能明显的降低实施难度。
(2)、预设定位点的数量、位置均可根据需要灵活设置而不需要更改LiFi灯的位置的设置。增加定位密度也不需要大量增加LiFi灯。具有灵活性高，成本低的优点。
(3)、定位计算步骤中，先比对LiFi灯的ID，后计算欧氏距离，降低了运算量，极大地提高了响应效率。
如图2所示，本实施例还提供了一种室内定位系统，包括：
采集模块，用于获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；
定位模块，用于结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
进一步作为优选的实施方式，还包括信息库建立模块，所述信息库建立模块包括：
定位点标定单元，用于在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
信息采集单元，用于获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
信息库建立单元，用于结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
进一步作为优选的实施方式，所述定位模块具体包括匹配单元和定位单元；
所述匹配单元用于根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点；
所述定位单元用于根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置。
本实施例的一种室内定位系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种室内定位方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本实施例还提供了一种室内定位装置，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本实施例的一种室内定位装置，可执行本发明方法实施例所提供的一种室内定位方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本实施例的一种存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种室内定位方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；
结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
2.根据权利要求1所述的一种室内定位方法，其特征在于，还包括建立定位点信息库的步骤，所述建立定位点信息库的步骤具体包括以下步骤：
在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
3.根据权利要求1所述的一种室内定位方法，其特征在于，所述结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置这一步骤，具体包括以下步骤：
根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点；
根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置。
4.根据权利要求3所述的一种室内定位方法，其特征在于，所述根据第一LiFi列表信息中的第一编号信息从定位点信息库中获取匹配定位点这一步骤，具体为：
根据第一编号信息检测定位点信息库中是否记录有相同编号信息对应的定位点，若记录有，获取该定位点作为匹配定位点；反之，结合第一编号信息和预设方式从定位点信息库中获取定位点作为匹配定位点。
5.根据权利要求3或4所述的一种室内定位方法，其特征在于，所述根据匹配定位点的坐标信息获取待定位点的坐标位置这一步骤，具体为：
判断匹配定位点的个数是否为一个，若是，获取该匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置；反之，结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点，获取最接近的匹配定位点的坐标信息作为待定位点的坐标位置。
6.根据权利要求5所述的一种室内定位方法，其特征在于，所述结合第一LiFi列表信息和各匹配定位点的第二LiFi列表信息获取与待定位点最接近的匹配定位点这一步骤，具体包括以下步骤：
结合第一LiFi列表信息中的信号强度信息和第二LiFi列表信息中的信号强度信息计算欧氏距离；
获取最小欧氏距离对应的匹配定位点作为最接近的匹配定位点。
7.一种室内定位系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于获取室内待定位点的第一LiFi列表信息；
定位模块，用于结合第一LiFi列表信息和预设的定位点信息库获取待定位点的坐标位置；
所述定位点信息库记录有多个定位点以及每个定位点对应的坐标信息和第二LiFi列表信息，所述LiFi列表信息包括多个LiFi灯的编号信息以及各LiFi灯的信号强度信息。
8.根据权利要求6所述的一种室内定位系统，其特征在于，还包括信息库建立模块，所述信息库建立模块包括：
定位点标定单元，用于在室内获取多个定位点，对各定位点进行编号；
信息采集单元，用于获取并记录各定位点的第二LiFi列表信息和坐标信息；
信息库建立单元，用于结合各定位点的编号、第二LiFi列表信息和坐标信息生成定位点信息库。
9.一种室内定位装置，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-6任一项所述的一种室内定位方法。
10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-6任一项所述方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200228 |
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