CN111065045A - 匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质 - Google Patents

匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质 Download PDF

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CN111065045A CN201911065958.8A CN201911065958A CN111065045A CN 111065045 A CN111065045 A CN 111065045A CN 201911065958 A CN201911065958 A CN 201911065958A CN 111065045 A CN111065045 A CN 111065045A
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Abstract

本申请公开了一种匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质，涉及定位技术领域。该方法包括：从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站；基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹；将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站；根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。本申请可以有效降低指纹构建的误差。而且当特征信息丢失或异常时，时间指纹的构造可以灵活变换，指纹库数据的存储量也无须增加，只需将测量指纹与指纹库进行矢量变换至统一即可，避免了标签容量的限制。

Description

匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质
技术领域
本申请涉及定位技术领域，更具体地，涉及一种匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质。
背景技术
室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，解决了信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题，而指纹匹配定位作为室内定位坐标解算的一大模式，已被广泛应用于WiFi、蓝牙、地磁等室内定位技术中。
目前的指纹匹配定位，通常采用待定位点接收的信号强度指示(Received SignalStrength Indication,RSSI)构建位置指纹，以通过位置指纹进行匹配定位，但是，信号强度指示往往对距离的敏感度不够，造成指纹匹配在一定区域具有随机性，而非唯一性，因此匹配定位精度较差。
发明内容
本申请提出了一种匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质，以改善上述缺陷。
第一方面，本申请实施例提供了一种匹配定位方法，该方法包括从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站；基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹；将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站；根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。
第二方面，本申请实施例还提供了匹配定位装置，包括：第一参考基站选取模块、时间指纹构建模块、比对模块以及匹配模块，其中，第一参考基站选取模块用于从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站。时间指纹构建模块用于基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹。比对模块用于将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和第二基站构建，其中，第二基站包括第二参考基站。匹配模块用于根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器；一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个应用程序配置用于执行上述方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读介质，所述可读存储介质存储有处理器可执行的程序代码，所述程序代码中的多条指令被所述处理器执行时使所述处理器执行上述方法。
本申请提供的匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质，通过在进行匹配定位时从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站，再基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹，从而避免了基于RSSI信号强度来构建位置指纹，在指纹匹配时，若有噪声的加入，会造成某一块区域的匹配随机性，从而带来匹配的重复精度较差，形成较大的匹配误差的问题。进一步，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站；根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。以使待定位点构建时间指纹时关联的参考基站和指纹库的参考基站在统一的情况下进行时间指纹的匹配定位，保证了时间指纹对距离的高敏感度，提高了指纹匹配的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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示出了本申请实施例提供的一种应用环境示意图；
图2示出了本申请一实施例提供的一种匹配定位方法的方法流程图；
图3示出了本申请另一实施例提供的一种匹配定位方法的方法流程图；
图4示出了本申请一实施例提供的图3中S205的方法流程图；
图5示出了本申请又一实施例提供的一种匹配定位方法的方法流程图；
图6示出了本申请一实施例提供的时间指纹库的区域划分示意图；
图7示出了本申请一实施例提供的图5中S302的方法流程图；
图8示出了本申请一实施例提供的图5中S303的方法流程图；
图9示出了本申请一实施例提供的匹配定位装置的模块框图；
图10示出了本申请实施例提供的电子设备的结构框图；
图11示出了本申请实施例的用于保存或者携带实现根据本申请实施例的匹配定位方法的程序代码的存储单元。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
随着信息技术的快速发展，定位技术已经覆盖到了智能交通、智能家居、智慧农业、智慧城市等诸多领域，因此位置信息、定位技术也开启了新时代的研究热潮。目前，指纹匹配定位作为室内定位坐标解算的一大模式，已被广泛应用于WiFi、蓝牙、地磁等定位技术中。其中，指纹匹配定位中常提到的“位置指纹”，在实际环境中指的是，把某一处位置点与特征指纹进行绑定，特征指纹可以基于该处位置点在不同方向上接收到的信号来构建，然后将该位置点与特征指纹形成一一映射关系。通常情况下，位置指纹为一多维特征信号，室内多个位置点以及多个位置点对应的特征指纹构成特征指纹库，在匹配过程中，从特征指纹库中找出与当前待测位置点的特征指纹最相似的特征指纹作为匹配特征指纹，并找出与该匹配特征指纹对应的位置信息，即可得当前待测位置点的位置信息。
一般而言，通过WiFi、蓝牙等无线信号进行定位时，通常是将其对应RSSI强度作为指纹特征。但在超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位技术中，UWB对应的RSSI强度信号对距离的敏感度无法匹配精度需求，即指纹的辨识度无法与精度匹配。在具有一定噪声的环境下进行指纹匹配时，噪声的加入会造成某一块区域的匹配随机性，从而带来匹配的重复精度较差，形成较大的匹配误差。
发明人在研究中发现，如果采用飞行时间(Time of flight，TOF)作为指纹特征来进行指纹匹配定位，可以有效避免UWB对应的RSSI强度信号对距离的敏感度无法匹配精度需求的问题，以满足较高的匹配精度需求。
然而，ToF的测量需要基站与待测点的标签之间的双向通信测量，因此会造成系统标签容量的限制，而且，基站与标签之间的发送延时和接收延时同样带来ToF的测量随机误差，造成匹配效果较差，其中，待测点的标签也称定位标签，一般是指被定位的目标对象，通常一个目标对象需要一个标签。同时在指纹采集过程中，因设备异常或非视距情况下，特征信号存在丢失，在此条件下，指纹采集与匹配过程则面临着干扰。
为了改善上述问题，发明人提出了本申请实施例中的匹配定位方法、装置、电子设备及存储介质。通过到达时间差(Time Difference of Arrival，TDoA)作为指纹特征进行匹配定位，可以有效降低指纹构建的误差。而且当特征信息丢失或异常时，TDoA时间指纹的构造可以灵活变换，指纹库数据的存储量也无须增加，只需将测量指纹与指纹库进行矢量变换至统一即可，避免了标签容量的限制。
请参阅图1，图1示出了根据本申请一个实施例提供的应用环境示意图。如图1所示，该应用环境可以是一个匹配定位系统，该匹配定位系统可以包括多个无线接入点(Access Point，AP)，其中，无线接入点也可以作为基站102，以及可以与多个基站102进行通信电子设备101，其中，电子设备101作为定位目标对象，通过将电子设备101设置在待定位点可以接收到各个基站102的信号，以根据基站102的信号待定位点进行定位。其中，电子设备101可以是智能网关、智能手机、平板电脑、个人电脑等。
请参阅图2，图2示出了根据本申请一个实施例提供的匹配定位方法，该方法可以应用于图1所示的应用环境中的电子设备，该方法可以包括：
S101，从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站。
在一种实施方式中，可以在待定位点放置一个用于接收多个第一基站的发射信号的电子设备，该电子设备可以从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为第一参考基站。可选地，该发射信号可以是激光信号、声波信号、UWB信号等等，对应地，该电子设备可以是具有接收激光、声波、UWB等信号的电子设备。
S102，基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹。
在一些实施方式中，待定位点的时间指纹可以是TDoA时间指纹。其中，TDoA一般是指通过检测信号到达两个基站的绝对时间差，其中，检测信号主要用于测出待定位点与基站之间的信号传输时间。可选地，检测信号可以是待定位点发送至各个基站的信号，也可以是各基站发送至待定位点的信号。可以理解的是，待定位点向基站发送信号或接收基站信号，具体指的是待定位点的电子设备向基站发送信号或接收基站的信号。在本实施例中，TDoA具体是指通过检测信号到达第一基站和第一参考基站的绝对时间差，当具有多个第一基站时，则可以得到多个绝对时间差，其中，每一个绝对时间差可以对应待定位点的一个TDoA特征，而TDoA时间指纹则可以表示为多个TDoA特征的集合。
作为一种示例，当需要对TDoA特征进行收集时，可以设待定位点当前收到的第一基站的信号数为M，其中，一个第一基站对应一个信号，则第一基站的数量为M个。在一些实施方式中，可以采用下行TDoA方式对TDoA特征进行收集，可以理解的是下行TDoA方式可以是指在下行链路的方式下对绝对时间差进行测量。
其中，第一基站的集合可以表示为Anchors＝[A1,A2,…,AM]，其中，AM表示为序号M的第一基站。
然后，待定位点的电子设备记录接收到各个第一基站的发射信号的接收时间，并生成待定位点关于每个第一基站的接收时间序列，该接收时间序列可以表示为
Figure BDA0002259351440000041
其中，表示待定位点的电子设备接收到序号为M的第一基站的发送信号的接收时间。同时记录各个基站发出发射信号的发射时间，并可以生成待定位点关于各个第一基站的发射时间序列，该发射时间序列可以表示为
Figure BDA0002259351440000051
其中，
Figure BDA0002259351440000052
表示序号为M的第一基站发出发射信号时的发射时间。可以理解的是，接收时间序列和发射时间序列中序列号相同的发射时间和接收时间相对应。在一些实施方式中，可以通过分别与每个第一基站通信的云端服务器来收集每个第一基站发射信号时的发射时间，以生成发射时间序列，再由云端服务器将发射时间序列发送到电子设备，以使电子设备进行记录。而电子设备可以直接记录接收到第一基站的发射信号时的接收时间。
其次，可根据待定位点的电子设备对应每个第一基站的接收时间和发射时间，求出各个第一基站与待定位点之间的飞行时间。具体地，对于同一个第一基站，该定位点的电子设备对该第一基站记录到的接收时间与发射时间的差值，即为该待定位点对于该第一基站的飞行时间。例如，待定位点的电子设备对于序号为M的第一基站，记录的接收时间为
Figure BDA0002259351440000053
记录的发射时间为
Figure BDA0002259351440000054
则待定位点对于序号为M的第一基站的飞行时间为
Figure BDA0002259351440000055
因此，该待定位点对于每个第一基站的飞行时间的集合可以表示为
Figure BDA0002259351440000056
同理，可以通过相同的方式求出待定位点与第一参考基站之间的飞行时间(以下可称为参考飞行时间)。
在一些实施方式中，电子设备可以接收云端服务器收集的发送时间序列，并结合电子设备本身接收的接收时间序列计算出该待定位点对于每个第一基站的飞行时间。在另一些实施方式中，电子设备可以将接收时间序列上传至云端服务器，云端服务器可以结合电子设备上传的接收时间序列和自身采集的发送时间序列计算出该待定位点对于每个第一基站的飞行时间。
其次，可根据待定位点与每个第一参考基站之间的飞行时间以及参考飞行时间求出待定位点关于每个第一基站的TDoA特征，具体地，将待定位点与每个第一参考基站之间的飞行时间分别与参考飞行时间做差值计算，则得到待定位点关于每个第一基站的绝对时间差，即待定位点关于每个第一基站的TDoA特征。最后将待定位点关于每个第一基站的TDoA特征的集合作为待定位点对应的TDoA时间指纹，即可得到待定位点的时间指纹。
例如，将序号为1的第一基站作为第一参考基站时，则待定位点对应的TDoA时间指纹可以表示为：
Figure BDA0002259351440000057
式中
Figure BDA0002259351440000061
则为待定位点关于第一参考基站的飞行时间，即参考飞行时间。可以理解的是，由于第一参考基站是从多个第一基站选取出，因此作为第一参考基站的第一基站则不必再与自身做飞行时间的差值计算。以序号为1的第一基站作为第一参考基站为例，时间指纹中不会保留
Figure BDA0002259351440000062
的TDoA特征，因此时间指纹τTDoA的TDoA特征个数为M-1个，即TDoA时间指纹维度为M-1。
S103，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站。
其中，时间指纹库中记录了多个指纹采集点的时间指纹，以及每个指纹采集点的位置坐标。其中，多个指纹采集点可按预先划分的区域设置，多个指纹采集点的时间指纹都预先通过多个第二参考基站和多个第二基站构建，其中多个第二参考基站从多个第二基站中选出，其构建的方式可以与S120中待定位点的时间指纹构建方式相同，因此每个指纹采集点可以对应一个第二参考基站。
在一些实施方式中，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对时，可以是判断第二基站中是否存在与第一参考基站一致的第二参考基站，具体地，从第二基站中的选出作为参考基站的多个第二参考基站的，然后判断多个第二参考基站中的任意一个是否与第一参考基站为相同基站。
S104，根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。
当多个第二参考基站中存在和第一参考基站为相同基站的第二参考基站时，则说明在待定位点构建时间指纹时选用的参考基站与时间指纹库在构建时间指纹时所选用的参考基站是一致的。
然后可以在时间指纹库中匹配出与待定位点的时间指纹最相似的时间指纹，将最相似的时间指纹对应的指纹采集点作为与待定位点匹配的指纹采集点，并将该指纹采集点的位置坐标作为待定位点的位置坐标，从而实现对待定位点的匹配定位。
在本实施例中，通过在进行匹配定位时从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站，再基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹，具体构建TDoA时间指纹，从而避免了基于RSSI信号强度来构建的位置指纹，在指纹匹配时，若有噪声的加入，会造成某一块区域的匹配随机性，从而带来匹配的重复精度较差，形成较大的匹配误差的问题。进一步，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站；根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。以使待定位点构建时间指纹时关联的参考基站和指纹库的参考基站在统一的情况下进行时间指纹的匹配定位，保证了时间指纹对距离的高敏感度，提高了指纹匹配的精度。
请参阅图3，图3示出了根据本申请另一个实施例提供的匹配定位方法，该方法可以包括：
S201，从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站。
S202，基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹。
S203，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站。
其中，S201-S203的具体实施方式可以参阅S101-S103，故不在此赘述。
S204，判断多个第二基站中是否存在与第一参考基站匹配的第二参考基站。
在一些实施方式中，可以判断多个第二基站中是否存在与第一参考基站相同的第二基站，如果存在，将该第二基站作为第二参考基站，并确定第一参考基站和该第二参考基站匹配。
在本实施方式中，通过判断第一参考基站和第二参考基站为相同的基站时，确定第一参考基站和第二参考基站匹配，从而可以确定出与第一参考基站为完全相同的基站，作为与第一参考基站匹配的第二参考基站。
在另一些实施方式中，当不存在与第一参考基站完全相同的第二参考基站时，可以判断多个第二基站中是否存在与第一参考基站之间的距离满足预设条件的第二基站，如果存在，将该第二基站作为第二参考基站，并确定第二参考基站与第一参考基站匹配。具体地，当第二参考基站与第一参考基站之间的距离小于距离阈值，则可以确定第一参考基站和第二参考基站满足预设条件。
可选地，当有多个第二参考基站与第一参考基站之间的距离小于预设阈值时，可以从该多个第二参考基站中选出距离第一参考基站最近的第二参考基站，并将该第二参考基站作为与第一参考基站匹配的第二参考基站。
在本实施方式中，通过在不存在与第一参考基站完全相同的第二参考基站时，选出距离第一参考基站较近的第二参考基站，并将该第二参考基站确定与第一参考基站匹配，从而可以保证第一参考基站和与第一参考基站匹配的第二参考基站具有较高的相似性。
S205，当多个第二基站中存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，基于时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点，其中，时间指纹库包括基于第二参考基站构建的多个指纹采集点以及与每个指纹采集点对应的位置坐标。
当多个第二基站中存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，则说明待定位点构建时间指纹时与时间指纹库中一个或多个指纹采集点构建时间指纹时选用的参考基站一致。则可以直接进行待定位点的时间指纹匹配，从时间指纹库中匹配出与待定位点的时间指纹最相似的时间指纹，并将该最相似的时间指纹对应的指纹采集点的位置坐标作为待定位点的位置坐标。
可选地，当从时间指纹库中匹配出与待定位点的时间指纹最相似的时间指纹时，采用匹配算法可以包括欧式匹配算法、以及其他相似度匹配算法，在此不做限定。
在一些实施方式中，如图4所示，S205可以包括如下步骤：
S2051，从多个第一基站中选取出第三基站，第三基站存在于多个第二基站中。
当第一参考基站和第二参考基站保持一致时，即第一参考基站和第二参考基站匹配时。可以统计出多个第一基站中和多个第二基站中的重复基站，并将重复基站作为第三基站。作为一种示例，如第一基站中包括A1、A2、A3、A4，第二基站包括B1、B2、B3、B4。其中，其中A2和B2为同一个基站，A3和B3为同一个基站，则可以将A2和A3确定为第三基站。
S2052，基于第三基站和第一参考基站更新时间指纹。
其中，基于第三基站和第一参考基站重新构建待定位点的时间指纹时，其时间指纹构造方式与S102的时间指纹构造方式基本一致，与S102区别为：将原来第一基站中除第三基站以外的第一基站过滤，保留第三基站和第一参考基站进行待定位点的时间指纹。重新构建的时间指纹即为更新后的时间指纹。
S2043，基于更新后的时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点。
作为一种示例，假设待定位点的时间指纹为指纹A，时间指纹库中待匹配的时间指纹为指纹B。当第一参考基站与第二参考基站保持一致时，即指纹A与指纹B的参考基站保持一致时，可进行直接匹配。
匹配时，可设指纹A的指纹特征为
Figure BDA0002259351440000081
其中，ti1表示基站i与基站1到待定位点之间的时间差，其指纹特征维度n-1。指纹B的指纹特征为
Figure BDA0002259351440000082
其指纹特征维度m-1。其中，指纹A和指纹B皆以基站1作为参考基站，同时统计指纹A和指纹B中重复基站，即第三基站，当第三基站确定后，可以分别求出指纹A和指纹B对应重复基站的指纹特征，以得对应于指纹A和指纹B的指纹特征
Figure BDA0002259351440000083
并保证了指纹特征
Figure BDA0002259351440000084
的维度一致。
当保证了指纹特征
Figure BDA0002259351440000085
的维度一致时，可以对指纹A的指纹特征和指纹B的指纹特征进行匹配。
可选地，可以通过
Figure BDA0002259351440000086
对指纹A的指纹特征和指纹B的指纹特征进行匹配，当S＝0时，则指纹A的指纹特征和指纹B的指纹特征完全匹配，即指纹A和指纹B最为相似。
在本实施方式中，通过找出第一基站和第二基站中的重复基站作为第三基站，并基于第三基站和第一参考基站更新待定位点的时间指纹，从而在待定位点的时间指纹不经与时间指纹库中待匹配的时间指纹的参考基站一致的条件下，保证了待定位点的时间指纹和待匹配的时间指纹的指纹特征维度也一致，从而保证了时间指纹的匹配准确性和稳定性。
S206，获取与待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为待定位点的位置坐标。
当确定了指纹B的指纹特征与指纹A的指纹特征匹配时，则可以获取指纹B对应的指纹采集点的位置坐标，并将该位置坐标作为带定位点的位置坐标。
S207，当多个第二参考基站中不存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，确定多个第二参考基站中是否存第四参考基站，其中，第四参考基站存在于多个第一基站中。
当多个第二参考基站中不存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，则表明时间指纹库中没有指纹采集点的参考基站与待定位点的参考基站是一致的。此时可以判断第二参考基站与第一基站中是否存在重复基站，即第四参考基站。
S208，当多个第二参考基站中存在第四参考基站时，对时间指纹进行矢量变换，以使矢量转换后的时间指纹对应的参考基站与第四参考基站匹配。
其中，当多个第二参考基站中存在第四参考基站时，则表明可以对待定位点的时间指纹进行矢量变换。作为一种示例，可设待定位点的时间指纹为指纹A，时间指纹库中待匹配的时间指纹为指纹B。其中，指纹A的参考基站与指纹B的参考基站不一致。另设指纹A的指纹特征为
Figure BDA0002259351440000091
指纹B的指纹特征为
Figure BDA0002259351440000092
其中，i≠j。此时，指纹A和指纹B将无法进行直接匹配，其指纹特征需进行统一。当指纹B的第四参考基站j存在于指纹A的第一基站n中时，则进行指纹A的矢量变换，例如，当j＝n-1时，可通过如下公式对指纹A进行矢量变换。
Figure BDA0002259351440000093
其中，
Figure BDA0002259351440000094
Figure BDA0002259351440000095
表示是矢量变换后的时间指纹。
S209，基于矢量转换后的时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点。
S209的具体实施方式可以参阅S205，故不在此赘述。
S210，获取与待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为待定位点的位置坐标。
S210的具体实施方式可以参阅S206，故不在此赘述。
S211，当多个第二参考基站中不存在第四参考基站时，输出无法定位信息。
当多个第二参考基站中不存在第四参考基站时，即指纹A与指纹B的参考基站不一致，且无共同的基站，证明指纹A和指纹B分属不同区域，无法匹配输出，相似度为0。因此电子设备可以输出无法定位信息，其中无法定位信息用于提醒用户待定位点无法进行定位，可选地，无法定位信息包括但不限于文字信息、语音信息，视频信息等。
请参阅图5，图5示出了根据本申请又一个实施例提供的匹配定位方法，该方法可以包括：
S301，在划分好的区域中设置指纹采集点以及多个第二基站。
在一些实施方式中，如图6所示，可以将某个区域均匀划分成多个子区域，在每个子区域的交接点处设置指纹采集点601或者第二基站602。
S302，基于指纹采集点对第二基站的信号接收次数，从多个第二基站中选取出第二参考基站。
在一些实施方式中，如图7所示，S302，可以包括：
S3021，获取指纹采集点对每个第二基站的信号接收次数。
作为一种示例，可以通过S102中构建待定位点构建时间指纹的方式，获取N次指纹采集点的对于每个第二基站的飞行时间，的到N次飞行时间的时间集合
Figure BDA0002259351440000101
其中，
Figure BDA0002259351440000102
表示第N次飞行时间，再统计N次飞行时间中各第二基站出现的次数，即指纹采集点对每个第二基站的信号接收次数，其出现次数可以表示为num＝[n1,n2,…ni,…,nC]，其中，C表示N次测距收到基站类别总数，ni表示第i个基站出现的次数。
S3022，将信号接收次数最多的第二基站确定为第二参考基站。
然后可通过index＝argmax(f),求出出现次数最多的第二基站，并作为第二参考基站，其中，f可以表示为f(i)＝ni。
在本实施方式中，通过将信号接收次数最多的第二基站确定为第二参考基站，可以保证指纹采集点与第二参考基站之间进行信号传输时的稳定性。
S303，基于第二参考基站和多个第二基站获取指纹采集点的样本时间指纹。
在一些实施方式中，如图8所示，括如下步骤：
S3031，基于第二参考基站和多个第二基站多次获取指纹采集点的时间差指纹，得到多个时间差指纹。
其中，S3031的具体实施方式可以参阅S102，故不在此赘述。
S3032，对多个时间差指纹进行均值处理，得到样本时间指纹。
其中，这里的时间差指纹指的是TDoA指纹。
在一些实施方式中，在保证每次发射基站为一致的情况下，可以通过
Figure BDA0002259351440000103
对多个时间差指纹进行均值处理，以得到样本时间指纹。
其中，k表示采集点标号，
Figure BDA0002259351440000104
表示标号1第二基站与第二参考基站在第i次测距中的TDoA指纹。
在本实施方式中，通过对多次获得的TDoA指纹进行均值处理，以整合多次采集的特征指纹，排除指纹信息采集过程中的异常干扰，可以保证数据的准确性和稳定性。
S304，基于样本时间指纹构建时间指纹库。
S305，从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站。
S306，基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹。
S307，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站。
S308，根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。
其中，S304-S307的具体实施方式可以参阅S101-S104，故不在此赘述。
在本实施例中，通过预先构建时间指纹数据库，能够方便利用时间指纹数据库对待定位点进行指纹匹配定位。
请参阅图9，其示出了本申请实施例提供的一种匹配定位装置的结构框图，该装置400可以包括：第一参考基站选取模块410、时间指纹构建模块420、比对模块430以及匹配模块440。
第一参考基站选取模块410用于从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站。
时间指纹构建模块420用于基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹。
比对模块430用于将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和第二基站构建，其中，第二基站包括第二参考基站。
匹配模块440用于根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。
进一步地，匹配模块440还包括：
第一匹配单元，用于当多个第二基站中存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，基于时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点，其中，时间指纹库包括基于第二参考基站构建的多个指纹采集点以及与每个指纹采集点对应的位置坐标。
第一位置坐标获取单元，获取与待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为待定位点的位置坐标。
进一步地，位置坐标获取单元还用于从多个第一基站中选取出第三基站，第三基站存在于多个第二基站中；基于第三基站和第一参考基站更新时间指纹；基于更新后的时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点。
进一步地，匹配模块440还包括：
第四参考基站确定单元，用于当多个第二参考基站中不存在与第一参考基站匹配的第二参考基站时，确定多个第二参考基站中是否存第四参考基站，其中，第四参考基站存在于多个第一基站中。
矢量变换单元，用于当多个第二参考基站中存在第四参考基站时，对时间指纹进行矢量变换，以使矢量转换后的时间指纹对应的参考基站与第四参考基站匹配。
第二匹配单元，用于基于矢量转换后的时间指纹从时间指纹库中匹配出与待定位点对应的指纹采集点。
第二位置坐标获取单元，用于获取与待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为待定位点的位置坐标。
进一步地，该匹配定位装置400，还包括：
提醒单元，用于当多个第二基站中不存在第四参考基站时，输出无法定位信息。
进一步地，该匹配定位装置400，还包括：
时间指纹构建模块420，用于在划分好的区域中设置指纹采集点以及多个第二基站；基于指纹采集点对第二基站的信号接收次数，从多个第二基站中选取出第二参考基站；基于第二参考基站和多个第二基站获取指纹采集点的样本时间指纹；基于样本时间指纹构建时间指纹库。
进一步地，时间指纹构建模块420，还用于获取指纹采集点对每个第二基站的信号接收次数；将信号接收次数最多的第二基站确定为第二参考基站。
进一步地，时间指纹构建模块420，还用于基于第二参考基站和多个第二基站多次获取指纹采集点的时间差指纹，得到多个时间差指纹；对多个时间差指纹进行均值处理，得到样本时间指纹。
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，上述描述装置和模块的具体工作过程，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，模块相互之间的耦合可以是电性，机械或其它形式的耦合。
另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。
请参考图10，其示出了本申请实施例提供的一种电子设备的结构框图。该电子设备500可以是智能手机、平板电脑、电子书等能够运行应用程序的电子设备。本申请中的电子设备500可以包括一个或多个如下部件：处理器510、存储器520、以及一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序可以被存储在存储器520中并被配置为由一个或多个处理器510执行，一个或多个应用程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。
处理器510可以包括一个或者多个处理核。处理器510利用各种接口和线路连接整个电子设备500内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器520内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器520内的数据，执行电子设备500的各种功能和处理数据。可选地，处理器510可以采用数字信号处理(Digital Signal Processing，DSP)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，FPGA)、可编程逻辑阵列(Programmable LogicArray，PLA)中的至少一种硬件形式来实现。处理器510可集成中央处理器(CentralProcessing Unit，CPU)、图像处理器(Graphics Processing Unit，GPU)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，CPU主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；GPU用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器510中，单独通过一块通信芯片进行实现。
存储器520可以包括随机存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储器(Read-Only Memory)。存储器520可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器520可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储电子设备500在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
请参考图11，其示出了本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质的结构框图。该计算机可读介质600中存储有程序代码，所述程序代码可被处理器调用执行上述方法实施例中所描述的方法。
计算机可读存储介质600可以是诸如闪存、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、EPROM、硬盘或者ROM之类的电子存储器。可选地，计算机可读存储介质600包括非易失性计算机可读介质(non-transitory computer-readable storage medium)。计算机可读存储介质600具有执行上述方法中的任何方法步骤的程序代码610的存储空间。这些程序代码可以从一个或者多个计算机程序产品中读出或者写入到这一个或者多个计算机程序产品中。程序代码610可以例如以适当形式进行压缩。
综上所述，本申请提供的匹配定位方法、装置、电子设备及计算机可读介质，通过在进行匹配定位时从多个第一基站中任意选取一个第一基站作为待定位点的第一参考基站，再基于多个第一基站和第一参考基站构建待定位点的时间指纹，具体构建TDoA时间指纹，从而避免了基于RSSI信号强度来构建的位置指纹，在指纹匹配时，若有噪声的加入，会造成某一块区域的匹配随机性，从而带来匹配的重复精度较差，形成较大的匹配误差的问题。进一步，将第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，时间指纹库基于第二参考基站和多个第二基站构建，其中，多个第二基站包括第二参考基站；根据比对结果以及时间指纹确定待定位点的位置坐标。以使待定位点构建时间指纹时关联的参考基站和指纹库的参考基站在统一的情况下进行时间指纹的匹配定位，保证了时间指纹对距离的高敏感度，提高了指纹匹配的精度，另外，针对采集过程中，特征信息丢失及非视距的情况，对指纹进行矢量对齐，可增加匹配效率。。
最后应说明的是：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，并不驱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 (11)

1.一种匹配定位方法，其特征在于，包括：
从多个第一基站中任意选取一个所述第一基站作为待定位点的第一参考基站；
基于所述多个第一基站和所述第一参考基站构建所述待定位点的时间指纹；
将所述第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，所述时间指纹库基于所述第二参考基站和多个第二基站构建，其中，所述多个第二基站包括所述第二参考基站；
根据比对结果以及所述时间指纹确定所述待定位点的位置坐标。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比对结果以及所述时间指纹确定所述待定位点的位置坐标，包括：
当所述多个第二基站中存在与所述第一参考基站匹配的第二参考基站时，基于所述时间指纹从所述时间指纹库中匹配出与所述待定位点对应的指纹采集点，其中，所述时间指纹库包括基于所述第二参考基站构建的多个指纹采集点以及与每个所述指纹采集点对应的位置坐标；
获取所述与所述待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为所述待定位点的位置坐标。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述时间指纹从所述时间指纹库中匹配出与所述待定位点对应的指纹采集点，包括：
从所述多个第一基站中选取出第三基站，所述第三基站存在于所述多个第二基站中；
基于所述第三基站和所述第一参考基站更新所述时间指纹；
基于更新后的时间指纹从所述时间指纹库中匹配出与所述待定位点对应的指纹采集点。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据比对结果以及所述时间指纹确定所述待定位点的位置坐标，包括：
当所述多个第二参考基站中不存在与所述第一参考基站匹配的第二参考基站时，确定所述多个第参考二基站中是否存第四参考基站，其中，所述第四参考基站存在于所述多个第一基站中；
当所述多个第二参考基站中存在第四参考基站时，对所述时间指纹进行矢量变换，以使矢量转换后的时间指纹对应的参考基站与所述第四参考基站匹配；
基于所述矢量转换后的时间指纹从所述时间指纹库中匹配出与所述待定位点对应的指纹采集点；
获取所述与所述待定位点对应的指纹采集点的位置坐标，作为所述待定位点的位置坐标。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法，还包括：
当所述多个第二参考基站中不存在第四参考基站时，输出无法定位信息。
6.根据权利要求1-5任一项所述的方法，其特征在于，在所述从多个第一基站中任意选取一个所述第一基站作为待定位点的第一参考基站之前，还包括：
在划分好的区域中设置指纹采集点以及多个第二基站；
基于所述指纹采集点对所述第二基站的信号接收次数，从所述多个第二基站中选取出第二参考基站；
基于所述第二参考基站和所述多个第二基站获取所述指纹采集点的样本时间指纹；
基于所述样本时间指纹构建时间指纹库。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述基于所述指纹采集点对所述第二基站的信号接收次数，从所述多个第二基站中选取出第二参考基站，包括：
获取所述指纹采集点对每个所述第二基站的信号接收次数；
将信号接收次数最多的第二基站确定为所述第二参考基站。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述第二参考基站和所述多个第二基站确定所述指纹采集点的样本时间指纹，包括：
基于所述第二参考基站和所述多个第二基站多次获取所述指纹采集点的时间差指纹，得到多个时间差指纹；
对所述多个时间差指纹进行均值处理，得到所述样本时间指纹。
9.一种匹配定位装置，其特征在于，包括：
第一参考基站选取模块，用于从多个第一基站中任意选取一个所述第一基站作为待定位点的第一参考基站；
时间指纹构建模块，用于基于所述多个第一基站和所述第一参考基站构建所述待定位点的时间指纹；
比对模块，用于将所述第一参考基站与时间指纹库对应的第二参考基站进行比对，所述时间指纹库基于所述第二参考基站和第二基站构建，其中，所述第二基站包括所述第二参考基站；
匹配模块，用于根据比对结果以及所述时间指纹确定所述待定位点的位置坐标。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储器；
一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如权利要求1-8任一项所述的方法。
11.一种计算机可读介质，其特征在于，所述可读存储介质存储有处理器可执行的程序代码，所述程序代码中的多条指令被所述处理器执行时使所述处理器执行权利要求1-8任一项所述方法。
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