CN112074013A - 一种定位方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

一种定位方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN112074013A CN202010769511.5A CN202010769511A CN112074013A CN 112074013 A CN112074013 A CN 112074013A CN 202010769511 A CN202010769511 A CN 202010769511A CN 112074013 A CN112074013 A CN 112074013A
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宋仁杰
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Shenzhen Neoway Technology Co Ltd
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Abstract

本申请实施例提供了一种定位方法、装置、设备及存储介质,该方法包括:第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离;第一距离、第二距离和第三距离为待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得待测节点的接收信号强度和与接收信号强度对应的距离确定的;第一锚节点根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得待测节点的位置,实施本实施例,能够提高定位精度。

Description

一种定位方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及通信技术领域,尤其涉及一种定位方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近年来,随着移动物联网发展迅速,导航定位、智能服务等行业的需求日益增加,室内定位的价值再次体现。
室内定位技术是利用无线电在空间传输,根据锚节点发送的信号强度值和未知节点接收的信号强度值,建立信号强度和距离之间的关系,确定未知节与各锚节点间测量距离,再采用定位算法计算得出未知节点的最终坐标。其中,常用的物联网无线传输技术有Wi-Fi、蓝牙、ZigBee(紫蜂)、红外线以及可见光等,传统的定位算法包括三边测距算法,三边质心算法,极大似然估计算法以及位置指纹算法等。
但是由于室内环境因素(干扰信号),会造成锚节点在接收未知节点的信号强度值时,产生突变现象,导致最终的定位结果不准确。
发明内容
本申请实施例公开了一种定位方法、装置、设备及存储介质,在计算待测节点的位置时,同时考虑了接收到待测节点的接收信号强度和与接收信号强度相对应的距离产生的影响,对加权因子进行改进,提高了定位精度。
第一方面,本申请实施例提供了一种定位方法,该方法应用于系统,所述系统包括至少三个锚节点和待测节点,所述至少三个锚节点包括第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点,包括:所述第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离;所述第一距离、第二距离和第三距离为所述待测节点分别到所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;所述第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;所述第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得所述待测节点的接收信号强度和与所述接收信号强度对应的距离确定的;所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置。
可以看到,本申请实施例中,第一锚节点首先获取各个锚节点到待测节点的距离,然后根据各锚节点接收到的接收信号强度与接收信号强度对应的距离,确定出第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,最后,根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、各锚节点的位置和各锚节点到待测节点的距离,获得待测节点的位置。本申请在待测节点的计算过程中,加入了加权因子,使得定位精度得到提高。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离,包括:所述第一锚节点获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度;所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度为所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别接收到所述待测节点的信号的强度;所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
可以理解,待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离是根据第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点接收到待测节点的接收信号强度计算得到的,例如,信号传输模型为Shadowing模型(即对数距离衰减模型),该模型的公式为RSSI(dBm)=A-10nlgd,则在参数A和参数n已知的情况下,若接收信号强度RSSI已知,则可计算获得该接收信号强度对应的距离。
基于第一方面,在可能的实施方式中,在所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离之前,所述方法还包括:所述第一锚节点确定当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数;所述单位距离接收信号强度和衰减系数是根据所述第一锚节点分别到所述第二锚节点、所述第三锚节点的距离,所述第一锚节点获取到所述第二锚节点的接收信号强度和所述第三锚节点的接收信号强度确定的;相应的,所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离,包括:所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、所述第二接收信号强度、所述第三接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
可以理解,在计算待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点的距离之前,需要获取参数:单位距离接收信号强度和衰减系数。例如,Shadowing模型(即对数距离衰减模型),该模型的公式为RSSI(dBm)=A-10nlgd,其中,A表示单位距离接收信号强度,n表示衰减系数,若想要计算参数A和n,则需要其中一个锚节点获取另外两个不同锚节点的接收信号强度,并根据这两个接收信号强度和另外两个不同锚节点分别距接收信号的锚节点的距离,计算可以获得参数A和n。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,包括:所述第一锚节点获取所述第一接收信号强度;所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二接收信号强度和第三接收信号强度。
可以理解,在可能的实施方式中,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别接收到待测节点的接收信号强度,然后,第二锚节点、第三锚节点分别将接收到的接收信号强度发送至第一锚节点,以便第一锚节点计算待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点的距离。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离,包括:
所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度获得所述第一距离;所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二距离和第三距离。
可以理解,在可能的实施方式中,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别计算到待测节点的距离,然后第二锚节点、第三锚节点再将计算得到的第二距离、第三距离发送至第一锚节点,以便第一锚节点对数据进行处理。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点获取所述第一接收信号强度,包括:所述第一锚节点获取m1个接收信号强度;m1为正整数;所述第一锚节点对所述m1个接收信号强度进行滤波处理,获得所述m1个接收信号强度中的m2个接收信号强度;所述第一锚节点对所述m2个接收信号强度进行处理,获得所述第一接收信号强度。
可以看到,第一锚节点获取到的是m1个接收信号强度,由于信号在传输过程中会产生反射、衍射等,导致接收信号强度不准确,所以本申请中先对m1个接收信号强度进行滤波处理,滤除过大或过小的数值,再经滤波后对获得的m2个接收信号进行处理,比如均值处理,获得第一接收信号。需要说明的是,第二锚节点、第三锚节点也同样可采用上述方法进行处理,获得第二接收信号强度、第三接收信号强度,该处理操作有助于提供接收信号强度的准确性。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,包括:所述第一锚节点确定所述第一加权因子;所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二加权因子和第三加权因子。
可以理解,在可能的实施例中,第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别计算第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,然后第二锚节点、第三锚节点再分别将第二加权因子、第三加权因子发送至第一锚节点,以便第一锚节点对第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子进行处理,获得待测节点的位置。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点确定所述第一加权因子,包括:所述第一锚节点将所述m2个接收信号强度中的各个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均,获得所述第一加权因子;所述该接收信号强度对应的距离为所述第一锚节点根据所述该接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数获得的。
可以看到,本申请中第一加权因子为第一锚节点接收到的m2个接收信号强度中的每个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均,公式为:
Figure BDA0002613129690000031
rssii表示第一锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,di表示第i个接收信号强度rssii对应的距离。同理,第二锚节点、第三锚节点分别计算第二加权因子、第三加权因子的公式为:
Figure BDA0002613129690000032
Figure BDA0002613129690000033
其中rssi′i表示第二锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,d′i表示第i个接收信号强度rssi′i对应的距离;rssi″i表示第三锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,d″i表示第i个接收信号强度rssi″i对应的距离。采用第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子进行加权,求解得到的待测节点的位置或坐标更加精准,提高室内定位精度。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置,包括:所述第一锚节点根据所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点;所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,获得所述待测节点的位置;其中,所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点为三个模拟圆的公共重叠区域所在的交点,所述三个模拟圆包括分别以所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置为圆心,所述第一距离、第二距离和第三距离为半径的圆。
可以看到,在计算待测节点的位置的过程中,需要先计算出第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,然后,用第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子对第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点的坐标进行加权处理,从而获得待测节点的位置坐标,。其中,第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点为分别以第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点为中心,第一距离、第二距离和第三距离为半径的圆的公共重叠区域的交点。需要说明的是,待测节点的位置相当于由第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点构成的三角形的质心,通过加权处理,可获得质心坐标,即待测节点的位置坐标。
基于第一方面,在可能的实施方式中,所述待测节点的位置包括所述待测节点的坐标;在所述获得所述待测节点的位置之后,所述方法还包括:所述第一锚节点判断所述待测节点的坐标是否为实数;经判断,在所述待测节点的坐标是实数的情况下,获得所述待测节点的真实坐标;经判断,在所述待测节点的坐标不是实数的情况下,所述第一锚节点对所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离进行处理,获得所述待测节点的真实坐标。
可以看到,在获得待测节点的坐标之后,还需要对待测节点的坐标进行判断,若待测节点的坐标是实数,则该坐标就是待测节点的真实坐标,这种情况下,三个模拟圆是两两相交,且三个模拟圆有公共重叠区域,待测节点的位置为由第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点构成的三角形的质心位置。若待测节点的坐标不是实数,则需要重按照如下公式:
Figure BDA0002613129690000041
计算待测节点的真实坐标,这种情况下,三个模拟圆中有一个圆与其他两个不相交,因此需要按照上式计算待测节点的真实坐标。
第二方面,本申请实施例提供一种定位装置,包括:
获取单元,用于获取第一距离、第二距离和第三距离;所述第一距离、第二距离和第三距离为所述待测节点分别到所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;
确定单元,用于确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;所述第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得所述待测节点的接收信号强度和与所述接收信号强度对应的距离确定的;
计算单元,根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述获取单元用于:获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度;所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度为所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别接收到所述待测节点的信号的强度;根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述确定单元还用于,确定当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数;所述单位距离接收信号强度和衰减系数是根据所述第一锚节点分别到所述第二锚节点、所述第三锚节点的距离,所述第一锚节点获取到所述第二锚节点的接收信号强度和所述第三锚节点的接收信号强度确定的;相应的,所述获取单元还用于,根据所述第一接收信号强度、所述第二接收信号强度、所述第三接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述获取单元还用于,获取所述第一接收信号强度;接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二接收信号强度和第三接收信号强度。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述获取单元还用于,根据所述第一接收信号强度获得所述第一距离;接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二距离和第三距离。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述获取单元具体用于,获取m1个接收信号强度;m1为正整数;对所述m1个接收信号强度进行滤波处理,获得所述m1个接收信号强度中的m2个接收信号强度;对所述m2个接收信号强度进行处理,获得所述第一接收信号强度。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述确定单元还用于,确定所述第一加权因子;接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二加权因子和第三加权因子。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述确定单元还用于,将所述m2个接收信号强度中的各个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均,获得所述第一加权因子;所述该接收信号强度对应的距离为所述第一锚节点根据所述该接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数获得的。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述计算单元具体用于,根据所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点;根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,获得所述待测节点的位置;其中,所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点为三个模拟圆的公共重叠区域所在的交点,所述三个模拟圆包括分别以所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置为圆心,所述第一距离、第二距离和第三距离为半径的圆。
基于第二方面,在可能的实施方式中,所述装置还包括判断单元,所述待测节点的位置包括所述待测节点的坐标;所述判断单元用于:判断所述待测节点的坐标是否为实数;经判断,在所述待测节点的坐标是实数的情况下,获得所述待测节点的真实坐标;经判断,在所述待测节点的坐标不是实数的情况下,对所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离进行处理,获得所述待测节点的真实坐标。
上述第二方面的装置中的各个功能单元用于实现第一方面及第一方面的任一具体实施方式所描述的方法。
第三方面,本申请实施例提供了一种设备,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中存储的指令,执行第一方面或第一方面的任一可能实施方式中所述的方法。
第四方面,本申请实施例提供了一种非易失性存储介质,用于存储程序指令,当该程序指令应用于设备时,可用于实现第一方面或第一方面的任一可能实施方式中所述的方法。
第五方面,本申请实施例提供了一种计算机程序产品,该计算机程序产品包括程序指令,当该计算机程序产品被设备执行时,该设备执行前述第一方面所述方法。该计算机程序产品可以为一个软件安装包,在需要使用前述第一方面的任一种可能的设计提供的方法的情况下,可以下载该计算机程序产品并在设备上执行该计算机程序产品,以实现第一方面或第一方面的任一可能实施方式中所述的方法。
可以看到,本申请实施例提供了一种定位方法,考虑到导致定位有偏差一方面是由于信号传输过程中,反射、衍射导致接收到的接收信号强度不准确,另一方面是由于根据接收到的接收信号强度计算出的第一距离、第二距离、第三距离不准确,在计算加权因子时考虑了这两方面的因素,所以每一个加权因子均是m2个接收信号强度中的每个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均获得的,将该加权因子在计算待测节点时对第一目标位置点、第二目标位置点、第三目标位置进行加权处理,获得的待测节点的坐标更接近实际坐标,提高了定位精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案,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,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的一种系统架构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种定位方法流程示意图;
图3为本申请实施例提供的又一种定位方法流程示意图;
图4为本申请实施例提供的一种对多个接收信号强度处理方法的流程示意图;
图5为本申请实施例提供的一种获取当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数的方法流程示意图;
图6为本申请实施例提供的一种确定第一加权因子的方法流程示意图;
图7为本申请实施例提供的一种获取待测节点的坐标的方法流程示意图;
图8为本申请实施例提供的三个模拟圆相交于一点的结构示意图;
图9为本申请实施例提供的三个模拟圆相交于某个区域的结构示意图;
图10为本申请实施例提供的三个模拟圆不相交的结构示意图;
图11为本申请实施例提供的测试结果示意图;
图12为本申请实施例提供的一种定位装置的示意图;
图13为本申请实施例提供的一种设备示意图。
具体实施方式
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,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
需要说明的是,当在本说明书和所附权利要求书中使用时,术语“包括”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列单元/器件的系统、产品或者装置没有限定于已列出的单元/器件,而是可选地还包括没有列出的单元/器件,或者还可选地包括这些产品或者装置固有的其他单元/器件。
还应当理解,术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”或“在…的情况下”。
还需要说明的是,本说明书和权利要求书中的术语“第一”“第二”“第三”“第四”等用于区别不同的对象,而并非用于描述特定的顺序。
本申请实施例提供了一种系统架构示意图,参考图1,该系统架构至少包括第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点、待测节点和终端,其中,第一锚节点与终端通过串口连接,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点和待测节点之间通信连接,所述终端可以是电脑、笔记本、平板等带有显示屏且能够发送指令和信息的任意电子设备。
第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点和待测节点均可以用于发送无线信号,也可以用于接收无线信号,第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点还用于根据接收到的无线信号的强度,经过一系列的计算,最终获得待测节点的位置。终端用于通过串口与第一锚节点进行命令和数据的交互,这里的第一锚节点也可称为网关节点,第一锚节点将接收到的命令和数据发送至其他锚节点,同时也可以将其他锚节点发送的数据通过串口传输至终端。终端还用于对各个锚节的数据和计算得出的数据进行显示。
需要说明的是,本申请中将知道自身位置的节点称为锚节点,不知道自身位置的节点称为未知节点或待测节点;当两个节点之间的距离不相等时,获得的接收信号强度也不同。
需要说明的是,第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点没有本质的区别,均能够用于发送或接收信号,均具有信号处理功能或计算功能,本申请只是为了便于描述,用第一、第二、第三来区分。
本申请实施例提供了一种定位方法,参考图2所示,该方法包括但不限于以下S101~S103中描述的内容。
S101、第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离。
第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离,其中,第一距离、第二距离和第三距离为待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离。
在一种可能的实施例中,第一距离、第二距离和第三距离是第一锚节点直接获取的已知数据;在又一种可能的实施例中,第一距离、第二距离和第三距离是第一锚节点经过计算获得的;在又一种可能的实施例中,第一距离是第一锚节点经过计算获得的,第二距离和第三距离分别是第二锚节点和第三锚节点计算获得的,第二锚节点和第三锚节点再将计算获得的第二距离和第三距离分别发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点接收到第二距离和第三距离分别发送的第二距离和第三距离。
S102、第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子。
第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,其中第一加权因子是根据第一锚节点获得的待测节点的接收信号强度和与该接收信号强度对应的距离确定的,第二加权因子是根据第二锚节点获得的待测节点的接收信号强度和与该接收信号强度对应的距离确定的,第三加权因子是根据第三锚节点获得的待测节点的接收信号强度和与该接收信号强度对应的距离确定的。
在一种可能的实施例中,第一锚节点根据第一锚节点获得的待测节点的接收信号强度和该接收信号强度对应的距离计算出第一加权因子,同理,第二锚节点和第三锚节点根据各自获得的待测节点的接收信号强度和接收信号强度对应的距离分别计算出第二加权因子和第三加权因子,再将第二加权因子和第三加权因子发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点获得第二锚节点和第三锚节点发送的第二加权因子和第三加权因子。
在又一种可能的实施例中,第一锚节点获得第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别接收到所述待测节点的接收信号强度,和各个接收信号强度对应的距离,第一锚节点直接根据各个接收信号强度和各个接收信号强度对应的距离计算出第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子。
S103、第一锚节点根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得待测节点的位置。
第一锚节点根据第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离进行计算,可以获得第一中间位置点、第二中间位置点和第三中间位置点,再用第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子对第一中间位置点、第二中间位置点和第三中间位置点进行加权处理,计算出待测节点的位置。
可以看到,首先,第一锚节点获取到待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离,然后,根据第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得待测节点的接收信号强度和与接收信号强度对应的距离计算出第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,最后,根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,计算出待测节点的位置。本申请中,第一锚节点通过对各个锚节点接收到待测节点的接收信号强度和各个接收信号强度对应的距离进行计算,获得加权因子,通过加权因子加权求解获得待测节点的位置,能够减小定位误差,提高定位精度。
本申请实施例提供了又一种定位方法,参考图3,该方法包括但不限于以下S201~S209的描述。
S201、第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别获取m1个接收信号强度。
待测节点分别发送m1个信号(其中m1为正整数),相应的,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别获取m1个接收信号强度,需要说明的是,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点均是接收了相同数量(m1个)的信号,但是每一个锚节点与其他的锚节点接收到的信号的强度(即接收信号强度)不同,每一个锚节点接收到的m1个信号的强度有微小差别。
S202、第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别对接收到的m1个接收信号强度进行处理,分别获得第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度。
第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别对接收到的m1个接收信号强度进行处理,分别获得第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度,需要说明的是,每个锚节点对m1个接收信号强度进行处理的方式和操作是相同。
下面以第一锚节点为例,说明处理流程,参考图4所示的示意图,图4为本申请实施例提供的一种对多个接收信号强度处理方法的流程示意图,具体包括:
S2021、第一锚节点对m1个接收信号强度进行滤波处理,获得m1个接收信号强度中的m2个接收信号强度。
由于室内环境中存在干扰信号,第一锚节点接收到待测节点的m1个接收信号强度时,会产生突变的现象,因此需要通过滤波模型对获取到的m1个接收信号强度进行滤波,删除掉过大或过小的值,获得m2个接收信号强度(m2<m1)。
例如常见的滤波模型为高斯滤波模型,公式如下:
Figure BDA0002613129690000091
Figure BDA0002613129690000092
Figure BDA0002613129690000093
其中,x表示待测节点在每次接收参考节点发来的信号时,获取到的接收信号强度数值,或者参考节点(第一锚节点或第二锚节点或第三锚节点)在每次接收到待测节点发来的信号时,获取到的接收信号强度数值,这里的n表示待测量节点总共接收到的接收信号强度的次数或数量,或者参考节点总共接收到的接收信号强度的次数或数量。通过查阅资料及正态分布表可知,0.5~1这个区间作为高斯函数大概率区域范围,因此若接收信号强度值经过公式(5)计算后得到的分布函数值分布在0.5~1区间范围内,则保留该接收信号强度,若不在0.5~1区间范围内,则删除该接收信号强度。
S2022、第一锚节点对m2个接收信号强度进行处理,获得第一接收信号强度。
第一锚节点对m2个接收信号强度进行处理,获得第一接收信号强度,例如可以进行均值处理,均值处理公式如下:
Figure BDA0002613129690000101
公式(4)中,RSSIi表示第i个接收信号强度数值,RSSI表示均值处理后得到的接收信号强度数值,n表示待处理的接收信号强度的数量。将m2个接收信号强度代入上式,可获得第一接收信号强度。
需要说明的是,第二锚节点、第三锚节点对接收到的m1个接收信号强度分别按照S2021和S2021描述的过程进行处理后,分别可获得第二接收信号强度、第三接收信号强度,为了说明书的简洁,在此不再赘述。
S203、第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别根据第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度,分别获得第一距离、第二距离、第三距离。
第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别根据第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度进行计算,分别获得第一距离、第二距离、第三距离。在获得第一距离、第二距离、第三距离之前,需要先求解当前环境的单位距离接收信号强度和路径衰减因子(不同环境下,单位距离接收信号强度和路径衰减因子不同),求解过程可以由第一锚节点或第二锚节点或第三锚节点完成。
下面以第一锚节点为例,描述获得当前环境的单位距离接收信号强度和路径衰减因子的过程,参考图5所示的示意图,包括:
S2031、第一锚节点获取到第二锚节点的接收信号强度和第三锚节点的接收信号强度。
第二锚节点发送一信号,相应的,第一锚节点获取到第二锚节点的接收信号强度,同样,第三锚节点发送一信号,相应的,第一锚节点获取到第三锚节点的接收信号强度。
S2032、第一锚节点根据第一锚节点分别到第二锚节点、第三锚节点的距离,以及获取到的第二锚节点的接收信号强度、第三锚节点的接收信号强度,获得当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数。
第一锚节点分别到第二锚节点、第三锚节点的距离是已知的,再根据获取到的第二锚节点的接收信号强度、第三锚节点的接收信号强度,经过计算可获得当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数。其中,单位距离接收信号强度指的是在当前环境下,信号传播单位距离时的信号强度值,单位距离一般为1m;衰减系数指的是当前环境对信号的衰减系数,也可称为路径衰减因子。
在一种实施例中,信号传输模型为Shadowing模型(即对数距离衰减模型),表示为:
PL(d)=PL(d0)+10nlg(d/d0)+X0 (5)
其中:PL(d)和PL(d0)分别表示终端节点距离另一个节点d和d0处的接收信号强度值,单位为dBm;d0为参考距离,一般取1m;n为路径衰减因子;X0是遮蔽因子,它是一个均值为零的高斯随机变量。在终端节点距离另一个节点1m处,测得的接收信号强度值为A=PL(d0=1),所以Shadowing模型可以简化为:
RSSI(dBm)=A-10nlgd (6)
若用RSSI1、RSSI2分别表示第一锚节点获取到的第二锚节点的接收信号强度、第三锚节点的接收信号强度,d1、d2分别表示第一锚节点分别到第二锚节点、第三锚节点的距离,A表示单位距离接收信号强度,n表示衰减系数,则,
Figure BDA0002613129690000111
解方程组(7),可求出路径衰减因子n:
n=(RSSI1-RSSI2)/(10lg(d2/d1)) (8)
将公式(8)代入公式(7)中,可获得单位距离接收信号强度A。
在获得单位距离接收信号强度A和衰减系数n之后,第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别将第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度代入公式(6),求解可分别获得第一距离、第二距离、第三距离。
S204、第二锚节点将第二距离发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点接收第二锚节点发送的第二距离。
S205、第三锚节点将第三距离发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点接收第三锚节点发送的第三距离。
S206、第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别确定第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子。
第一锚节点、第二锚节点、第三锚节点分别确定第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子,其中,各个锚节点确定第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子的方法是相同的,均是根据接收到的待测节点的接收信号强度和与接收信号强度相对应的距离确定的。
下面以第一锚节点为例,描述确定第一加权因子的过程,参考图6所示的示意图,具体包括:
S2061、确定m2个接收信号强度中每个接收信号强度对应的距离。
在一种实施例中,信号传输模型为Shadowing模型(即对数距离衰减模型),分别将m2个接收信号强度数值(RSSI)代入公式(6)中,可以获得各个接收信号强度对应的距离d。
S2062、根据各个接收信号强度及其对应的距离,确定第一加权因子。
本申请中,对m2个接收信号强度中每个接收信号强度与对应的距离之比,先求和再求平均,获得第一加权因子ω1,计算第一加权因子ω1的公式为:
Figure BDA0002613129690000112
其中,rssii表示第一锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,di表示第i个接收信号强度rssii对应的距离。
同理,第二锚节点和第三锚节点根据上述S2061和S2062的方法,也可以得到第二加权因子ω2和第三加权因子ω3,公式分别为:
Figure BDA0002613129690000121
Figure BDA0002613129690000122
其中,rssi′i表示第二锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,d′i表示第i个接收信号强度rssi′i对应的距离;rssi″i表示第三锚节点接收到的m2个接收信号强度中的第i个,d″i表示第i个接收信号强度rssi″i对应的距离。
S207、第二锚节点将第二加权因子发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点接收第二锚节点发送的第二加权因子。
S208、第三锚节点将第三加权因子发送至第一锚节点,相应的,第一锚节点接收第三锚节点发送的第三加权因子。
S209、第一锚节点根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得待测节点的坐标。
第一锚节点获得待测节点的坐标,具体可以描述为如下S2091~S2095的内容,参考图7所示的流程示意图,包括:
S2091、第一锚节点根据第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点。
在理想条件下,如果分别以第一锚节点(图中的O1点)的位置为圆心,第一距离(图中的dA)为半径所得到的圆作为第一圆,以第二锚节点(图中的O2点)的位置为圆心,第二距离(图中的dB)为半径所得到的圆作为第二圆,以第三锚节点(图中的O3点)的位置为圆心,第三距离(图中的dC)为半径所得到的圆作为第三圆,则第一圆、第二圆和第三圆相交于一点P,参考图8所示的示意图,则可将P点视为待测节点的位置,只要求得P点的坐标,即得到待测节点的坐标。
但是在实际环境中,因为在无线通道中的信号传输期间将发生反射、衍射、散射等状况,接收到的接收信号强度会有偏差,由接收信号强度值计算出的距离将会与实际结果产生较大的差别,由此导致如果按照上述方法得到的第一圆、第二圆和第三圆不是交于一点,而是两两相交于两点,参考图9所示的示意图,但是三圆还是有公共重叠区域(阴影区域),组成该公共区域的三个交点P1,P2,P3也是距离最近的三个交点,则可以将该三个交点构成的三角形的质心作为待测节点的位置,三个交点分别为第一目标位置点(图中的P1点)、、第二目标位置点(图中的P2点)和第三目标位置点(图中的P3点)。
下面计算第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点的坐标,对于第一目标位置点P1来说,P1点既位于第二圆和第三圆的圆上,又位于第一圆的内部,设P1(x1,y1),则可以根据公式(12)计算得到P1的坐标,其中,(xa,ya)、(xb,yb)、(xc,yc)分别为圆心O1、O2、O3的坐标,同理,可以求得P2,P3的坐标。
Figure BDA0002613129690000131
S2092、第一锚节点根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,获得待测节点的坐标。
第一锚节点用第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子对第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点的坐标进行加权计算,获得待测节点的坐标(x,y),如公式(13)所示。
Figure BDA0002613129690000132
S2093、第一锚节点判断待测节点的坐标是否为实数。
第一锚节点判断待测节点的坐标是否为实数,在待测节点的坐标是实数的情况下,执行S2094;在待测节点的坐标不是实数的情况下,执行S2095。
S2094、在待测节点的坐标是实数的情况下,获得待测节点的真实坐标。
在待测节点的坐标是实数的情况下,则待测节点的坐标即为真实坐标。
S2095、在待测节点的坐标不是实数的情况下,第一锚节点对第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离进行处理,获得待测节点的真实坐标。
在待测节点的坐标不是实数的情况下,即表示三个圆并不是两两相交的,有的圆没有交点,参考图10所示的示意图,这种情况下,第一锚节点可以按照如下公式(14),计算待测节点的坐标。
Figure BDA0002613129690000133
即:
Figure BDA0002613129690000134
可以看到,先对m1个接收信号强度进行滤波和均值处理,分别获得第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度,然后计算出第一距离、第二距离、第三距离,再确定第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子,通过将第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子对第一目标位置点、第二目标位置点、第三目标位置点进行加权处理,获得待测节点的坐标。本申请考虑到导致定位有偏差一方面是由于信号传输过程中,反射、衍射导致接收到的接收信号强度不准确,另一方面是由于根据接收到的接收信号强度计算出的第一距离、第二距离、第三距离不准确,在计算加权因子时考虑了这两方面的因素,所以每一个加权因子均是m2个接收信号强度中的每个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均获得的,将该加权因子在计算待测节点时对第一目标位置点、第二目标位置点、第三目标位置进行加权处理,获得的待测节点的坐标更接近实际坐标,提高了定位准确性。
本申请将上述定位方法应用于15m*11m的办公大厅,选取了四个锚节点和一个待测节点,将4个锚节点分别固定在地板上的不同位置,坐标分别是A(0,0)、B(10,0)、C(0,10),D(10,10),待测节点在4个锚节点所在区域范围内移动,测得的待测节点的坐标结果如表1所示,用传统方法进行测试获得的测试结果如表2所示。
表1本申请测试结果
Figure BDA0002613129690000141
表2传统方法测试结果
Figure BDA0002613129690000142
由表1和表2对比可知,本次实验中,传统三边定位算法的平均误差为1.16m,本申请测试定位平均误差为0.52m,改进后的室内定位算法定位精度平均提高了55.2%。
另外,本申请还提供了另一种测试结果示意图,如图11所示,图11中的(1)为本申请的测试结果图,图11中的(2)是使用传统方法获得的测试结果示意图,从图中可以看出,本申请的定位精度相对于传统方法有了明显提高。
本申请实施例提供了一种定位装置40的示意图,参考图12,该装置40至少包括:
获取单元401,用于获取第一距离、第二距离和第三距离;第一距离、第二距离和第三距离为待测节点分别到第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;
确定单元402,用于确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得待测节点的接收信号强度和与接收信号强度对应的距离确定的;
计算单元403,根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得待测节点的位置。
在可能的实施方式中,获取单元401用于:获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度;第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度为第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别接收到待测节点的信号的强度;根据第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得第一距离、第二距离和第三距离。
在可能的实施方式中,确定单元402还用于,确定当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数;单位距离接收信号强度和衰减系数是根据第一锚节点分别到第二锚节点、第三锚节点的距离,第一锚节点获取到第二锚节点的接收信号强度和第三锚节点的接收信号强度确定的;相应的,获取单元还用于,根据第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度、单位距离接收信号强度和衰减系数,分别获得第一距离、第二距离和第三距离。
在可能的实施方式中,获取单元401还用于,获取第一接收信号强度;接收第二锚节点和第三锚节点分别发送的第二接收信号强度和第三接收信号强度。
在可能的实施方式中,获取单元401还用于,根据第一接收信号强度获得第一距离;接收第二锚节点和第三锚节点分别发送的第二距离和第三距离。
在可能的实施方式中,获取单元401具体用于,获取m1个接收信号强度;m1为正整数;对m1个接收信号强度进行滤波处理,获得m1个接收信号强度中的m2个接收信号强度;对m2个接收信号强度进行处理,获得第一接收信号强度。
在可能的实施方式中,确定单元402还用于,确定第一加权因子;接收第二锚节点和第三锚节点分别发送的第二加权因子和第三加权因子。
在可能的实施方式中,确定单元402还用于,将m2个接收信号强度中的各个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均,获得第一加权因子;该接收信号强度对应的距离为第一锚节点根据该接收信号强度、单位距离接收信号强度和衰减系数获得的。
在可能的实施方式中,计算单元403具体用于,根据第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离,获得第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点;根据第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,获得待测节点的位置;其中,第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点为三个模拟圆的公共重叠区域所在的交点,三个模拟圆包括分别以第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置为圆心,第一距离、第二距离和第三距离为半径的圆。
在可能的实施方式中,装置40还包括判断单元404,待测节点的位置包括待测节点的坐标;判断单元404用于:判断待测节点的坐标是否为实数;经判断,在待测节点的坐标是实数的情况下,获得待测节点的真实坐标;经判断,在待测节点的坐标不是实数的情况下,对第一锚节点的位置、第二锚节点的位置、第三锚节点的位置、第一距离、第二距离和第三距离进行处理,获得待测节点的真实坐标。
上述装置40的各功能单元可用于实现图2或图3实施例所描述的方法,具体内容可参考图2或图3实施例的相关内容中的描述,为了说明书的简洁,这里不再赘述。
参见图13,图13是本申请实施例提供的一种设备50的示意图,该设备50至少包括:处理器510、收发器520和存储器530,处理器510、收发器520和存储器530通过总线540进行耦合。其中,
处理器510通过调用存储器530中的程序代码,用于运行图12中的获取单元401、确定单元402、计算单元403、判断单元404。在实际应用中,处理器510可以包括一个或者多个通用处理器,其中,通用处理器可以是能够处理电子指令的任何类型的设备,包括中央处理器(Central Processing Unit,CPU)、微处理器、微控制器、主处理器、控制器以及ASIC(Application Specific Integrated Circuit,专用集成电路)等等。处理器510读取存储器530中存储的程序代码,与收发器520配合执行本申请上述实施例中一种定位装置40执行的方法的部分或者全部步骤。
收发器520可以为有线接口(例如以太网接口),用于与其他计算节点或装置进行通信。当收发器520为有线接口时,收发器520可以采用TCP/IP之上的协议族,例如,RAAS协议、远程函数调用(Remote Function Call,RFC)协议、简单对象访问协议(Simple ObjectAccess Protocol,SOAP)协议、简单网络管理协议(Simple Network ManagementProtocol,SNMP)协议、公共对象请求代理体系结构(Common Object Request BrokerArchitecture,CORBA)协议以及分布式协议等等。
存储器530可以存储有程序代码以及数据信息。其中,程序代码包括获取单元401的代码、确定单元402的代码、计算单元403的代码、判断单元404的代码。数据信息包括:第一接收信号强度、第二接收信号强度、第三接收信号强度、第一距离、第二距离、第三距离、第一加权因子、第二加权因子、第三加权因子、待测节点的坐标等等。在实际应用中,存储器530可以包括易失性存储器(Volatile Memory),例如随机存取存储器(Random AccessMemory,RAM);存储器也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory),例如只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive,HDD)或固态硬盘(Solid-State Drive,SSD)存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
本申请实施例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计算机程序,所述计算机程序被硬件(例如处理器等)执行,以实现本申请实施例中设备执行的任意一种方法的部分或者全部步骤。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品,当所述计算机程序产品被计算机读取并执行时,使得设备执行本申请实施例中一种定位方法的部分或全部步骤。
本领域普通技术人员可以意识到,结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤,能够全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输,例如,所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线)或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质,(例如,软盘、存储盘、磁带)、光介质(例如,DVD)、或者半导体介质(例如固态存储盘SolidState Disk,SSD)等。在所述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置,也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。另外,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,也可以是电的,机械的或其它的形式连接。
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申请实施例方案的目的。
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,也可以是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,服务器,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,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种定位方法,其特征在于,应用于系统,所述系统包括至少三个锚节点和待测节点,所述至少三个锚节点包括第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点,所述方法包括:
所述第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离;所述第一距离、第二距离和第三距离为所述待测节点分别到所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;
所述第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;所述第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得所述待测节点的接收信号强度和与所述接收信号强度对应的距离确定的;
所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点获取第一距离、第二距离和第三距离,包括:
所述第一锚节点获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度;所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度为所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点分别接收到所述待测节点的信号的强度;
所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离之前,所述方法还包括:
所述第一锚节点确定当前环境的单位距离接收信号强度和衰减系数;所述单位距离接收信号强度和衰减系数是根据所述第一锚节点分别到所述第二锚节点、所述第三锚节点的距离,所述第一锚节点获取到所述第二锚节点的接收信号强度和所述第三锚节点的接收信号强度确定的;
相应的,所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离,包括:
所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、所述第二接收信号强度、所述第三接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点获取第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,包括:
所述第一锚节点获取所述第一接收信号强度;
所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二接收信号强度和第三接收信号强度。
5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度、第二接收信号强度和第三接收信号强度,分别获得所述第一距离、第二距离和第三距离,包括:
所述第一锚节点根据所述第一接收信号强度获得所述第一距离;
所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二距离和第三距离。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点获取所述第一接收信号强度,包括:
所述第一锚节点获取m1个接收信号强度;m1为正整数;
所述第一锚节点对所述m1个接收信号强度进行滤波处理,获得所述m1个接收信号强度中的m2个接收信号强度;
所述第一锚节点对所述m2个接收信号强度进行处理,获得所述第一接收信号强度。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子,包括:
所述第一锚节点确定所述第一加权因子;
所述第一锚节点接收所述第二锚节点和所述第三锚节点分别发送的所述第二加权因子和第三加权因子。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点确定所述第一加权因子,包括:
所述第一锚节点将所述m2个接收信号强度中的各个接收信号强度与该接收信号强度对应的距离之比先求和再求平均,获得所述第一加权因子;所述该接收信号强度对应的距离为所述第一锚节点根据所述该接收信号强度、所述单位距离接收信号强度和衰减系数获得的。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置,包括:
所述第一锚节点根据所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点;
所述第一锚节点根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点,获得所述待测节点的位置;
其中,所述第一目标位置点、第二目标位置点和第三目标位置点为三个模拟圆的公共重叠区域所在的交点,所述三个模拟圆包括分别以所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置为圆心,所述第一距离、第二距离和第三距离为半径的圆。
10.根据权利要求1-9任一项所述的方法,其特征在于,所述待测节点的位置包括所述待测节点的坐标;在所述获得所述待测节点的位置之后,所述方法还包括:
所述第一锚节点判断所述待测节点的坐标是否为实数;
经判断,在所述待测节点的坐标是实数的情况下,获得所述待测节点的真实坐标;
经判断,在所述待测节点的坐标不是实数的情况下,所述第一锚节点对所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离进行处理,获得所述待测节点的真实坐标。
11.一种定位装置,其特征在于,包括:
获取单元,用于获取第一距离、第二距离和第三距离;所述第一距离、第二距离和第三距离为所述待测节点分别到所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点的距离;
确定单元,用于确定第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子;所述第一加权因子、第二加权因子和第三加权因子分别是根据所述第一锚节点、第二锚节点和第三锚节点获得所述待测节点的接收信号强度和与所述接收信号强度对应的距离确定的;
计算单元,用于根据所述第一加权因子、所述第二加权因子、所述第三加权因子、所述第一锚节点的位置、所述第二锚节点的位置、所述第三锚节点的位置、所述第一距离、第二距离和第三距离,获得所述待测节点的位置。
12.一种设备,其特征在于,包括存储器和处理器,所述存储器用于存储指令,所述处理器用于调用所述存储器中的指令执行如权利要求1-10任一项所述的方法。
13.一种计算机可读存储介质,其特征在于,包括程序指令,当所述程序指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求1-10任一项所述的方法。
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