CN113660720B - 基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 - Google Patents
基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113660720B CN113660720B CN202110696418.0A CN202110696418A CN113660720B CN 113660720 B CN113660720 B CN 113660720B CN 202110696418 A CN202110696418 A CN 202110696418A CN 113660720 B CN113660720 B CN 113660720B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- base station
- weights
- weight
- target
- base stations
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 claims description 12
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 12
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
- H04W64/00—Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management
Abstract
本发明公开了一种基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，在定位环境中，采集预设个数的基站在预设时间内目标的定位数据；将预设个数的基站和预设时间形成一个二维数组，二维数组的值为目标的定位坐标(x，y)；设定不同预设时间点采样的数据权重作为时间维度权重；采集基站与目标之间的距离、角度以及信号强度，计算基站的权重；不同基站的权重形成基站维度的权重；在计算对应位置信息的权重；将对应位置信息的权重对x和y的数组值进行加权平均，得到目标最后的坐标结果。本发明在单基站定位的圆形区域外，采用多基站也可以定位，扩大了定位范围，节省了部署成本，多基站多时间点的大量数据进行协同计算，提高了外围区域的定位准确性。
Description
技术领域
本发明涉及AoA的定位技术领域，特别涉及一种基于AoA的多基站协同定位矩阵算法。
背景技术
在室内定位采用AoA的定位技术中，现有技术为基于AoA的单基站定位，它的定位范围为围绕基站的一个圆形区域，当存在多个基站时，不同圆形区域边缘如果能进行协同定位，则可以增大定位范围，同时也使原覆盖范围提高定位精度，对此设计一种基于AoA的多基站协同定位矩阵算法。
发明内容
根据本发明实施例，提供了一种基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，包含以下步骤：
在定位环境中，采集预设个数的基站在预设时间内目标的定位数据；
将预设个数的基站和预设时间形成一个二维数组，二维数组的值为目标的定位坐标(x，y)；
设定不同预设时间点采样的数据权重作为时间维度权重；
采集基站与目标之间的距离、角度以及信号强度，计算基站的权重；
不同基站的权重形成基站维度的权重；
计算对应位置信息的权重；
将对应位置信息的权重对x和y的数组值进行加权平均，得到目标最后的坐标结果。
进一步，预设时间的间隔为100ms。
进一步，不同预设时间点采样产生的影响与不同预设时间点的时间间隔正相关。
进一步，基站的权重计算公式为；
Anchor_weight＝distance*angle*rss
Anchor_weight为基站的权重，distance为基站与目标之间的距离，angle为基站与目标之间的角度，rss为基站与目标的信号强度。
进一步，对应位置信息的权重计算公式为：
Weights＝time_weights*Anchor_weights
Weights为对应位置信息的权重，time_weights为时间维度权重，Anchor_weights为基站维度的权重。
根据本发明实施例的基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，在单基站定位的圆形区域外，采用多基站也可以定位，扩大了定位范围，节省了部署成本。因为在外围区域，单基站的定位由于距离太远精度会降低，采用多基站多时间点的大量数据进行协同计算，提高了外围区域的定位准确性；在单基站定位的圆形区域内，周边有其它基站协同定位，可以减少单基站无线电信号漂移抖动的影响，提高定位精度。因为无线信号本身总是会有漂移，这造成单次测量结果的不准确，采用多基站多时间点的协同计算，降低了单次测量结果的不稳定造成的误差，提高了精度。
要理解的是，前面的一般描述和下面的详细描述两者都是示例性的，并且意图在于提供要求保护的技术的进一步说明。
附图说明
图1为根据本发明实施例基于AoA的多基站协同定位矩阵算法的流程图。
图2为根据本发明实施例基于AoA的多基站协同定位矩阵算法的区域划分图。
具体实施方式
以下将结合附图，详细描述本发明的优选实施例，对本发明做进一步阐述。
首先，将结合图1描述根据本发明实施例的基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，用于多基站协同定位坐标的计算应用场景很广。
如图1所示，本发明实施例的基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，包含以下步骤：
如图1～2所示，
S1：在定位环境中，采集预设个数的基站在预设时间内目标的定位数据。
基站的预设个数为3个，预设时间为0ms、100ms前以及200ms前，预设时间的间隔为100ms。
如图1～2所示，
S2：将预设个数的基站和预设时间形成一个二维数组，二维数组的值为目标的定位坐标(x，y)。
| 基站1 | 基站2 | 基站3 | |
| 0ms采样 | (5.5,8.8) | (5.6,8,7) | (5.4,8.7) |
| 100ms前采样 | (5.3,8.5) | (5.7,8.8) | (5.6,8.6) |
| 200ms前采样 | (5.2,8.2) | (5.5,8.5) | (5.5,8.8) |
定位坐标是x，y两个的值，分别将x和y的值形成两个二维数组，一个数组的值为x，一个数组的值为y，x坐标的数组值为xs，y坐标的数组值为ys。
如图1～2所示，
S3：设定不同预设时间点采样的数据权重作为时间维度权重。
不同预设时间点采样产生的影响与不同预设时间点的时间间隔正相关。同一个基站在不同时间点的对目标进行定位，由于目标位置的移动，定位的坐标是不同的，但如果采样时间范围很小，目标移动距离很小，则这个影响会很小，这里可以根据目标移动的速度来设定采样的时间范围，减少不同时间点采样产生的影响。多时间点采样可以减轻单一采样信号漂移的影响，使定位结果更稳定。考虑到采样时间越靠近当前时间，定位的结果越接近当前真实位置。设定不同时间点采样的数据权重作为一个时间维度权重，数据如下：time_weights＝[3，2，1]。
如图1～2所示，
S4：采集基站与目标之间的距离、角度以及信号强度，计算基站的权重。
基站的权重计算公式为；
Anchor_weight＝distance*angle*rss
Anchor_weight为基站的权重，distance为基站与目标之间的距离，angle为基站与目标之间的角度，rss为基站与目标的信号强度。
如图1～2所示，
S5：不同基站的权重形成基站维度的权重。
基站维度的权重为：Anchor_weights＝[7，8，9]。
如图1～2所示，
S6：计算对应位置信息的权重。
对应位置信息的权重计算公式为基站维度的权重与时间维度权重进行矩阵相乘：
Weights＝time_weights*Anchor_weights
Weights为对应位置信息的权重，time_weights为时间维度权重，Anchor_weights为基站维度的权重。
如图1～2所示，
S7：将对应位置信息的权重对x和y的数组值进行加权平均，得到目标最后的坐标结果。
X＝(x11w11+x12w12+x13w13+x21w21+x22w22+x23w23+x31w31+x32w32+x33w33)/(w11+w12+w13+w21+w22+w23+w31+w32+w33)
Y＝(y11w11+y12w12+y13w13+y21w21+y22w22+y23w23+y31w31+y32w32+y33w33)/(w11+w12+w13+w21+w22+w23+w31+w32+w33)
(X，Y)即为定位目标的坐标。
以上，参照图1描述了根据本发明实施例的基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，在单基站定位的圆形区域外，采用多基站也可以定位，扩大了定位范围，节省了部署成本。因为在外围区域，单基站的定位由于距离太远精度会降低，采用多基站多时间点的大量数据进行协同计算，提高了外围区域的定位准确性；在单基站定位的圆形区域内，周边有其它基站协同定位，可以减少单基站无线电信号漂移抖动的影响，提高定位精度。因为无线信号本身总是会有漂移，这造成单次测量结果的不准确，采用多基站多时间点的协同计算，降低了单次测量结果的不稳定造成的误差，提高了精度。
需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (4)
1.一种基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，其特征在于，包含以下步骤：
在定位环境中，采集预设个数的基站在预设时间内目标的定位数据；
将所述预设个数的基站和所述预设时间形成一个二维数组，所述二维数组的值为所述目标的定位坐标（x，y）；
设定不同预设时间点采样的数据权重作为时间维度权重；
采集所述基站与所述目标之间的距离、角度以及信号强度，计算所述基站的权重；
不同所述基站的权重形成基站维度的权重；
计算对应位置信息的权重；
将所述对应位置信息的权重对所述x和所述y的数组值进行加权平均，得到所述目标最后的坐标结果；
所述对应位置信息的权重计算公式为：
Weights=time_weights*Anchor_weights
Weights为所述对应位置信息的权重，time_weights为所述时间维度权重，Anchor_weights为所述基站维度的权重。
2.如权利要求1所述基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，其特征在于，所述预设时间的间隔为100ms。
3.如权利要求1所述基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，其特征在于，不同所述预设时间点采样产生的影响与不同所述预设时间点的时间间隔正相关。
4.如权利要求1所述基于AoA的多基站协同定位矩阵算法，其特征在于，所述基站的权重计算公式为；
Anchor_weight=distance*angle*rss
Anchor_weight为基站的权重，distance为所述基站与所述目标之间的距离，angle为所述基站与所述目标之间的角度，rss为所述基站与所述目标的信号强度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110696418.0A CN113660720B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202110696418.0A CN113660720B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113660720A CN113660720A (zh) | 2021-11-16 |
| CN113660720B true CN113660720B (zh) | 2024-04-09 |
Family
ID=78477082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202110696418.0A Active CN113660720B (zh) | 2021-06-23 | 2021-06-23 | 基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN113660720B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115128540B (zh) * | 2022-09-02 | 2022-12-06 | 珠海翔翼航空技术有限公司 | 一种适用于飞行平台的定位定向方法和装置 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1593284A1 (en) * | 2003-02-13 | 2005-11-09 | Ekahau Oy | Location applications for wireless networks |
| CN104994577A (zh) * | 2014-07-15 | 2015-10-21 | 中华电信股份有限公司 | 一种整合异质网络的行动定位的系统及其应用方法 |
| CN105979584A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-09-28 | 浙江工业大学 | 一种基于边长残差加权的定位方法 |
| CN106125043A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-16 | 浙江工业大学 | 一种基于定位位置残差加权的定位方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2214031A1 (en) * | 2007-10-26 | 2010-08-04 | Panasonic Corporation | Positioning receiver and positioning method for user equipment |
-
2021
- 2021-06-23 CN CN202110696418.0A patent/CN113660720B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1593284A1 (en) * | 2003-02-13 | 2005-11-09 | Ekahau Oy | Location applications for wireless networks |
| CN104994577A (zh) * | 2014-07-15 | 2015-10-21 | 中华电信股份有限公司 | 一种整合异质网络的行动定位的系统及其应用方法 |
| CN105979584A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-09-28 | 浙江工业大学 | 一种基于边长残差加权的定位方法 |
| CN106125043A (zh) * | 2016-07-06 | 2016-11-16 | 浙江工业大学 | 一种基于定位位置残差加权的定位方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN113660720A (zh) | 2021-11-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107613559B (zh) | 一种基于5g信号的doa指纹库定位方法 | |
| CN107708204B (zh) | 基于卡尔曼滤波的uwb定位系统基站自标定方法 | |
| EP1510099B1 (en) | Method for locating mobile terminals, system and components therefor | |
| CN113660720B (zh) | 基于AoA的多基站协同定位矩阵算法 | |
| US20110057840A1 (en) | Method of Positioning RFID Tags | |
| EP2551695A1 (en) | Concept for determining an orientation of a mobile device | |
| US20120165038A1 (en) | Time and Power Based Wireless Location System | |
| US20070142061A1 (en) | Method and apparatus for determining the location of a node in a wireless network | |
| US8378891B2 (en) | Method and system for optimizing quality and integrity of location database elements | |
| EP1444792A1 (en) | A system and method for computing the location of a mobile terminal in a wireless communications network | |
| CN111148020B (zh) | 一种定位系统、方法、装置及计算机可读存储介质 | |
| CN113777557B (zh) | 基于冗余距离筛选的uwb室内定位方法及系统 | |
| US10356556B2 (en) | Method for locating mobile devices in a common frame of reference | |
| Broumandan et al. | Practical results of hybrid AOA/TDOA geo-location estimation in CDMA wireless networks | |
| EP2869025A1 (en) | Mobile terminal, system, and method | |
| CN105022029A (zh) | 无线位置估计设备和方法 | |
| CN109889983B (zh) | 一种室内定位方法、装置、设备和系统 | |
| CN104683949A (zh) | 一种应用于无线Mesh网中基于天线阵列的混合自定位方法 | |
| EP2404189A1 (en) | Method and mobile radio terminal device to determine position within mobile radio networks by means of direction finding | |
| CN109587631B (zh) | 室内定位方法及装置 | |
| Bais et al. | On optimal placement of short range base stations for indoor position estimation | |
| CN114173281B (zh) | 室内nlos环境下基于toa的定位系统信标节点的优化布局方法 | |
| WO2010099900A1 (en) | Method and system for locating in mobile radio communication networks by means of direction finding with directional antennas | |
| CN107861138B (zh) | 定位信息的校准方法和装置 | |
| CN101631383A (zh) | 一种基于支持向量回归机的时差定位方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |