CN115988507A - 信号测量方法、装置、设备及计算机可读存储介质 - Google Patents

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CN115988507A
CN115988507A CN202111194333.9A CN202111194333A CN115988507A CN 115988507 A CN115988507 A CN 115988507A CN 202111194333 A CN202111194333 A CN 202111194333A CN 115988507 A CN115988507 A CN 115988507A
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China
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王文靖
周剑
曾辉
陈盛伟
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China Mobile Communications Group Co Ltd
China Mobile Chengdu ICT Co Ltd
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China Mobile Communications Group Co Ltd
China Mobile Chengdu ICT Co Ltd
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    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

本申请提供了一种信号测量方法、装置、设备及计算机可读存储介质;方法包括:获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。通过本申请,能够提高信号测量的效率及精度。

Description

信号测量方法、装置、设备及计算机可读存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术,尤其涉及一种信号测量方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着无线通信网络的迅速发展,人们的日常生活越来越多的依赖于网络,而对于无线通信网络,其信号强度影响着人们的上网体验,因而需要对无线网络的信号进行测试,以确保信号覆盖达到需求的标准。
目前,对于无线网络的测量方式,通常是人为携带测量设备(例如终端)在待测量区域进行信号的测试,以人实际所处的位置对应的信号强度来进行相应位置的信号测量,这种测量方式效率十分低下且准确度低。
发明内容
本申请实施例提供一种信号测量方法、装置、设备、服务器及计算机可读存储介质,能够高效准确地实现信号测量。
本申请实施例的技术方案是这样实现的:
本申请实施例提供一种信号测量方法,包括:
获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
上述方案中,所述获得目标区域的扫描数据,包括:
向目标区域发送激光信号,并接收所述激光信号对应的回波信号;
解析所述回波信号,得到目标区域的扫描数据。
上述方案中,所述获得测量信息,包括:
采集目标区域的流媒体信息,将所述流媒体信息作为测量信息;
其中,所述流媒体信息包括音频信息及视频信息中的至少之一。
上述方案中,所述方法还包括:
根据预设的运行轨迹,对所述目标区域进行激光扫描,得到目标区域的扫描数据。
上述方案中,所述方法还包括:
获得所述信号测量设备实际运行轨迹信息;
将所述实际运行轨迹信息发送至所述服务器,以使所述服务器基于所述实际运行轨迹信息与预设运行轨迹信息进行比对,得到所述实际运行轨迹信息与所述预设运行轨迹信息之间的误差信息;
当所述误差信息大于或等于误差阈值时,生成报警信息。
本申请实施例还提供一种信号测量方法,应用于服务器,所述方法包括:
接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
上述方案中,所述将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,包括:
将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为地理坐标信息;
将所述地理坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息。
上述方案中,所述方法还包括:
基于多个扫描点的地图坐标信息进行三维建模,得到多个扫描点对应的三维模型。
上述方案中,所述基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,包括:
基于所述测量信息及测量位置信息,确定相应测量位置的信号强度信息;
基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述三维模型及所述信号强度信息进行合并,得到携带有信号强度信息的目标三维模型,并将所述目标三维模型作为所述合并数据。
上述方案中,所述基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,包括:
基于所述目标三维模型携带的信号强度信息,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
本申请实施例提供一种信号测量装置,包括:
第一获得模块,用于获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
第二获得模块,用于获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
发送模块,用于将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
本申请实施例提供一种信号测量装置,包括:
接收模块,用于接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
坐标转换模块,用于将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
信息合并模块,用于基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
确定模块,用于基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
本申请实施例提供一种信号测量设备,包括:
存储器,用于存储可执行指令;
处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现本申请实施例提供的方法。
本申请实施例提供一种服务器,包括:
存储器,用于存储可执行指令;
处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现本申请实施例提供的方法。
本申请实施例提供一种计算机可读存储介质,存储有可执行指令,用于引起处理器执行时,实现本申请实施例提供的方法。
本申请实施例具有以下有益效果:
本申请实施例中,通过获得目标区域的扫描数据,所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息,并获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息,将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,能够实现高精度的网络信号测量。
附图说明
图1是本申请实施例提供的信号测量系统的一个可选的结构示意图;
图2是本申请实施例提供的信号测量设备200的一个可选的结构示意图;
图3是本申请实施例提供的信号测量方法的一个可选的流程示意图;
图4是本申请实施例提供的低空信号测量通信装置的一个可选的示意图;
图5是本申请实施例提供的信号测量系统的一个可选地流程示意图;
图6是本申请实施例提供的信号测量方法的一个可选的流程示意图;
图7是本申请实施例无人机采集目标区域点云数据的一个可选的示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述,所描述的实施例不应视为对本申请的限制,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
在以下的描述中,涉及到“一些实施例”,其描述了所有可能实施例的子集,但是可以理解,“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集,并且可以在不冲突的情况下相互结合。
在以下的描述中,所涉及的术语“第一\第二\第三”仅仅是是区别类似的对象,不代表针对对象的特定排序,可以理解地,“第一\第二\第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序,以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的,不是旨在限制本申请。
发明人在实施本申请实施例时发现,相关技术所采用的信号测量方式存在以下问题:
1)利用手机进行信号测试时,手机内置的GPS为低精度定位系统,其误差为米级,存在定位测试信号对应所在楼层不准的问题。
此外,路测仪表均是针对地面覆盖而设计的基于手机APP和PC端的软件,将现有的路测终端简单捆绑在无人机上,会存在飞行安全隐患;地面的路测仪简单搬到空中,需要配置独立的电池和电源,导致大部分微型无法搭载,电池+便携仪路测仪表重量通常在3.5kg及以上,且体积、功耗很大,一般微型旋翼无人机都无法搭载,而轻型旋翼无人机在外场作业操作复杂,不适合用于空中信号测试,目前市场上没有轻小型的集扫频和路测功能(蜂窝信号解调及广播信号的测量、空中业务测试)于一体的仪表。
测试过程中人员不能实时监控测试数据,往往出现测试完成后才发现某个环节存在问题,需要重新测试,且测试数据完全靠手动进行处理,效率很低;
2)三维地图的精细化程度较低,围绕楼宇进行测试,也无法获取到测试点位与该栋楼的楼层层数之间的对应关系。现有的测试仪表获取的无线网络参数都是对应地图中二维(经度、纬度)的数据,并非是三维(经度、纬度、高度)的,当前的测试手段无法满足低空网络信号测量的三维对应要求。且信号测量的软件和三维建模的软件是完全独立的两套软件,无法满足整个测量流程的全自动化。
3)借助手机和第三方拉流软件,测试低空实时回传视频的业务,由于第三方拉流软件本身造成的传输延时大,且无法获取视频卡顿的原因以及对于在空中的三维地理位置。
基于此,本申请实施例提供一种信号测量方法、装置、电子设备和计算机可读存储介质,能够解决上述技术问题。
首先对本申请实施例提供的信号测量系统进行说明,参见图1,图1是本申请实施例提供的信号测量系统100的一个可选的架构示意图,信号测量设备101通过网络102连接服务器103。在一些实施例中,信号测量设备101搭载于无人机上。服务器103可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(CDN,Content Delivery Network)服务、以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。网络102可以是广域网或者局域网,又或者是二者的组合。信号测量装置101以及服务器103通过无线通信方式进行连接。
接下来对本申请实施例提供的用于实施上述信号测量方法的信号测量设备进行说明,参见图2,图2是本申请实施例提供的信号测量设备200的一个可选的结构示意图。图2所示的信号测量设备200包括:至少一个处理器201、存储器205、至少一个网络接口202和用户接口203。电子设备200中的各个组件通过总线系统204耦合在一起。可理解,总线系统204用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统204除包括数据总线之外,还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见,在图2中将各种总线都标为总线系统204。
处理器201可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力,例如通用处理器、数字信号处理器(DSP,Digital Signal Processor),或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等,其中,通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。
用户接口203包括使得能够呈现媒体内容的一个或多个输出装置2031,包括一个或多个扬声器和/或一个或多个视觉显示屏。用户接口203还包括一个或多个输入装置2032,包括有助于用户输入的用户接口部件,比如键盘、鼠标、麦克风、触屏显示屏、摄像头、其他输入按钮和控件。
存储器205可以是可移除的,不可移除的或其组合。示例性的硬件设备包括固态存储器,硬盘驱动器,光盘驱动器等。存储器205可选地包括在物理位置上远离处理器201的一个或多个存储设备。
存储器205包括易失性存储器或非易失性存储器,也可包括易失性和非易失性存储器两者。非易失性存储器可以是只读存储器(ROM,Read Only Memory),易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器205旨在包括任意适合类型的存储器。
在一些实施例中,存储器205能够存储数据以支持各种操作,这些数据的示例包括程序、模块和数据结构或者其子集或超集,本申请实施例中,存储器205中存储有操作系统2051、网络通信模块2052、呈现模块2053、输入处理模块2054及信号测量装置2055;具体地,
操作系统2051,包括用于处理各种基本系统服务和执行硬件相关任务的系统程序,例如框架层、核心库层、驱动层等,用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务;
网络通信模块2052,用于经由一个或多个(有线或无线)网络接口202到达其他计算设备,示例性的网络接口202包括:蓝牙、无线相容性认证(WiFi)、和通用串行总线(USB,Universal Serial Bus)等;
呈现模块2053,用于经由一个或多个与用户接口203相关联的输出装置2031(例如,显示屏、扬声器等)使得能够呈现信息(例如,用于操作外围设备和显示内容和信息的用户接口);
输入处理模块2054,用于对一个或多个来自一个或多个输入装置2032之一的一个或多个用户输入或互动进行检测以及翻译所检测的输入或互动。
在一些实施例中,本申请实施例提供的信号测量装置可以采用软件方式实现,图2示出了存储在存储器205中的信号测量装置2055,其可以是程序和插件等形式的软件,包括以下软件模块:第一获得模块20551、第二获得模块20552、发送模块20553,这些模块是逻辑上的,因此根据所实现的功能可以进行任意的组合或进一步拆分。将在下文中说明各个模块的功能。
在另一些实施例中,本申请实施例提供的信号测量装置可以采用硬件方式实现,作为示例,本申请实施例提供的信号测量置可以是采用硬件译码处理器形式的处理器,其被编程以执行本申请实施例提供的信号测量方法,例如,硬件译码处理器形式的处理器可以采用一个或多个应用专用集成电路(ASIC,Application Specific IntegratedCircuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD,Programmable Logic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD,Complex Programmable Logic Device)、现场可编程门阵列(FPGA,Field-Programmable Gate Array)或其他电子元件。
将结合本申请实施例提供的信号测量设备的示例性应用和实施,说明本申请实施例提供的信号测量方法。
参见图3,图3是本申请实施例提供的信号测量方法的一个可选的流程示意图,将结合图3示出的步骤进行说明。
步骤301,获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
步骤302,获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
步骤303,将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
在实际实施时,目标区域为需要进行信号测量的区域,例如可以是待测量的楼宇所在的区域。本申请实施例的信号测量设备获得针对目标区域的扫描数据。
在一些实施例中,信号测量设备还可以搭载在无人机上,通过无人机围绕目标区域航行,以采集得到目标区域的扫描数据。具体地,在一些实施例中,信号测量设备还可以执行:根据预设的运行轨迹,对所述目标区域进行激光扫描,得到目标区域的扫描数据。
在一些实施例中,步骤301还可以通过如下方式实现:向目标区域发送激光信号,并接收所述激光信号对应的回波信号;解析所述回波信号,得到目标区域的扫描数据。
应当理解的是,扫描数据中包含对目标区域进行扫描得到的多个扫描点。扫描点携带扫描点的空间坐标信息及扫描时的时间信息。
在一些实施例中,步骤302中的获得测量信息还可以通过如下方式实现:采集目标区域的流媒体信息,将所述流媒体信息作为测量信息;其中,所述流媒体信息包括音频信息及视频信息中的至少之一。
需要说明的是,信号测量设备可以通过拍摄目标区域来获得目标区域的流媒体信息。
在一些实施例中,还可以执行:获得所述信号测量设备实际运行轨迹信息;将所述实际运行轨迹信息发送至所述服务器,以使所述服务器基于所述实际运行轨迹信息与预设运行轨迹信息进行比对,得到所述实际运行轨迹信息与所述预设运行轨迹信息之间的误差信息;当所述误差信息大于或等于误差阈值时,生成报警信息。
本申请实施例还提供一种应用于服务器的信号测量方法,具体可以通过如下方式实现:
接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
在一些实施例中,所述将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,还可以通过如下方式实现:将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为地理坐标信息;将所述地理坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息。
在一些实施例中,还可以执行:基于多个扫描点的地图坐标信息进行三维建模,得到多个扫描点对应的三维模型。
在一些实施例中,所述基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,还可以通过如下方式实现:基于所述测量信息及测量位置信息,确定相应测量位置的信号强度信息;基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述三维模型及所述信号强度信息进行合并,得到携带有信号强度信息的目标三维模型,并将所述目标在一些实施例中,三维模型作为所述合并数据。
在一些实施例中,所述基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,还可以通过如下方式实现:基于所述目标三维模型携带的信号强度信息,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
本申请实施例中,通过获得目标区域的扫描数据,所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息,并获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息,将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,能够实现高精度的网络信号测量。
下面,将说明本申请实施例在一个实际的应用场景中的示例性应用。
参见图4,图4是本申请实施例提供的低空信号测量通信装置的一个可选的示意图。所述低空信号测量通信装置包括射频接收模块、无线参数测量模块、语音测试模块、数据通信管理模块、飞行控制管理模块、联网合规模块、人工智能(AI,ArtificialIntelligence)数据处理控制模块、无线(WIFI,WIreless FIdelity)模块、安全管理模块、本地存储模块、航迹记忆及规划管理模块。
需要说明的是,本申请实施例提供的信号测量方法则是基于图4示出的低空信号测量通信装置进行实施。具体地,参见图5,图5是本申请实施例提供的信号测量系统的一个可选地流程示意图。图5示出的信号测量系统包括携带有激光雷达模块的无人机、低空信号测量通信装置及云平台。其中,云平台包括如下功能模块:三维建模模块、三维地图管理模块、空测管理模块、扫频管理模块、三维数据分析模块、三维实时展示模块、AI算法库管理模块、视频分析模飞行控制管理模块、数据通信管理模块、航迹规划管理模块。在实际实施时,无人机搭载激光雷达模块进行点云数据采集,通过物理接口(例如网口)将采集的点云数据发送至低空信号测量装置,低空信号测量通信装置通过蜂窝网络与云平台相连,进行控制数据及测量数据的交互。
下面继续说明本申请实施例提供的信号测量方法。参见图6,图6是本申请实施例提供的信号测量方法的一个可选的流程示意图。
S101:无人机上电开启飞行任务,启动激光雷达模块;
示例性地,参见图7,图7是本申请实施例无人机采集目标区域点云数据的一个可选的示意图。在实际实施时,无人机上电开启飞行任务,启动激光雷达模块,在目标飞行区域围绕楼宇不同的角度进行倾斜摄影,拍摄角度至少为东南西北四个方向与地面成一定夹角拍摄实现点云数据的采集。
S102:在目标飞行区域围绕楼宇不同的角度进行倾斜摄影,拍摄角度至少为东南西北四个方向与地面成一定夹角拍摄实现点云数据的采集;
S103:通过低空信号测量通信装置中数据通信管理模块将采集的点云数据通过低空信号测量装置的数据通信模块实时传输至云平台。
在实际实施时,通过低空信号测量通信装置中数据通信管理模块将步骤S1中获取的点云数据传输至云平台。接着,通过云平台对获取的点云数据进行预处理。需要说明的是,点云数据的模型格式可以是OBJ、B3DM、OSGB、PLY及S3MB等,但不限于上述格式,本申请实施例不对点云数据的格式作具体限定。接着,低空信号测量装置将点云数据加载进云平台的三维建模模块,在云平台的三维建模模块中将上述点云数据进行解析。
需要说明的是,点、线、面、体是三维模型的基本元素,导入地图的数据集是由立方体几何对象Geometry和材质对象Material组成。立方体几何对象Geometry可以由obj文件的数据来表示。下面以OBJ模型为例,以立体楼宇的场景为具体实施例。信号测量装置搭载于无人机上围绕楼宇飞行采集得到点云数据,其原始OBJ文件大小在几百兆左右,因而需对点云数据进行预处理,去掉冗余的数据点。
示例性地,将顶点数据坐标集记为D={(x1,y1,z1),(x2,y2,z2),……(xn,yn,zn)},n为大于等于1的自然整数。
将顶点数据法线向量集记为F={a1,b1,c1},(a2,b2,c2),……(an,bn,cn)},n为大于等于1的自然整数。
在实际实施时,通过加载材质库Material文件,为每一个面指定材质。材质库中包含材质的漫射,环境,光泽的RGB(红绿蓝)的定义值,以及反射,折射,透明度等其它特征。接着,将采集到的点云数据,已知楼层层数N,面的数量即为N+1。应当理解的是,楼宇的每个面由四个点组成,在F后加入索引号,索引号可为正为负,索引号为-n,即当前行向上数第n个顶点,索引号为n,即当前行向下数第n个顶点,索引号为-n,即当前行向上数第n个顶点,每个面定义为:k/m/p/q。
其中,k、m、p、q为索引号,k、m、p、q均为整数,且k≠m≠p≠q,即每个索引号为唯一的。
将由多层的面组成形成几何体Geometry={F1,F2,…Fn},最底层的面的四个顶点的坐标为{(x1,y1,z1),(xn,y1,z1),(xn,yn,z1),(x1,yn,z1)}。
具体地,假设(x1,y1,z1)的索引号为1,(xn,y1,z1)的索引号为2,(xn,yn,z1)的索引号为3,(x1,yn,z1)的索引号为4,定义即F1=f 1/2/3/4。则楼宇的高度为H=zn-z1;已知楼层层数N,则第二层面的顶点坐标的高度为
Figure BDA0003302449870000131
第二层面的顶点坐标为{(x1,y1,z2),(xn,y1,z2),(xn,yn,z2),(x1,yn,z2)};
假设(x1,y1,z2)的索引号为5,(xn,y1,z2)的索引号为6,(xn,yn,z2)的索引号为7,(x1,yn,z2)的索引号为8,定义即F1=f 5/6/7/8。
按上述方法计算得到,第N+1层面(即楼顶最顶层)的顶点坐标为{(x1,y1,zn),(xn,y1,zn),(xn,yn,zn),(x1,yn,zn)}。则Fn=f k/k+1/k+2/k+3。一栋楼宇的Mesh集合为Mesh={Geometry,Material}。
S104:将步骤S103的点云数据Mesh集合的三维坐标与三维地图的坐标进行映射对应,图层叠加在三维地图中,实现目标区域的三维建模在地图中的展示。
在实际实施时,加载到三维地图中涉及到坐标系的转换,OBJ模型文件中数据即上述步骤S3中得到的Mesh文件是空间直角XYZ坐标系,需要先转换为大地坐标系(WGS84系统BLH坐标,即地理坐标)。
已知将WGS84为参考椭球体,椭球体的长半轴a=6378137,短半轴椭球扁率
Figure BDA0003302449870000141
椭球体的短半轴
b=a(1-f)=6356752.3142;          (1)
椭球第一偏心率
Figure BDA0003302449870000142
椭球面卯酉圈的曲率半径
Figure BDA0003302449870000143
空间坐标系下
Figure BDA0003302449870000144
空间坐标系下
Figure BDA0003302449870000145
空间坐标系下
Figure BDA0003302449870000146
通过公式(5)与公式(4)相除,得到大地精度
Figure BDA0003302449870000147
Figure BDA0003302449870000148
将公式(7)代入公式(4)和公式(5),结合公式(4)(5)(6)(7)计算得到
大地纬度
Figure BDA0003302449870000149
大地高度
Figure BDA00033024498700001410
在根据用户实际使用的地图,首先需要纠正在地图上显示的地理位置的偏移(存在几百米的偏移误差),即需将上述地理坐标进行第二次坐标系的转换,如根据用户实际使用的地图将大地坐标系的地理坐标(WGS84系统BLH)转换为火星坐标系(GJC-02)或者百度坐标系(BD-09)等。
下面以高德地图为例,将WGS84坐标系转换为GJC-02坐标系。
令x=L-105                                                (10)
y=B-35                                                    (11)
Figure BDA0003302449870000151
Figure BDA0003302449870000152
Figure BDA0003302449870000153
Figure BDA0003302449870000154
Figure BDA0003302449870000155
Latitu=B+offlat1                                              (17)
Longitu=L+offlong1                                            (18)
Heigh=H                                                    (19)
在实际实施时,将上述公式(2)代入公式(14),公式(7)(8)(9)代入公式(10)~(19),可计算得到Mesh数据集的在火星坐标系下(GJC-02)的经纬度高度的集合,该集合的数据可直接与三维地图直接对应,实现方法是为了纠正坐标系之间的偏差,使得三维模型(地理坐标系中的大地坐标系)能正确的映射到三维地图(包括但不限于火星坐标系)中。
S105:将上述Mesh数据集三维坐标与三维地图的坐标进行映射对应,图层叠加在三维地图中,实现目标区域的三维建模在地图中的展示。其目的是实现纠偏,使误差精确到厘米级以下。
其中低空信号测量装置进行信号测试S201~S205步骤的具体过程如下:将无人机的高精度三维地理位置(经度,纬度,高度)数据通过串口以一定的时间周期T1(T1可以是0.25s,0.5s,1s)发送至低空信号测量装置的AI数据处理控制模块,低空信号测量装置的无线参数测量模块/射频接收模块以一定的时间周期T2(T2可以是0.25s,0.5s,1s,T2≥T1)进行采集数据,根据NTP时钟同步,根据时间戳,在AI数据处理控制模块中将无人机的三维地理位置信息与无线参数测量模块/射频接收模块采集的数据的合并,并完成空测数据/扫频数据(如时间戳、RSRP、SINR、RSRQ、经度、高度、纬度等)的解析,将上述解析之后的数据由数据通信管理模块根据物联网的交互协议以一定的时间周期T3(T3≥T2)(可以是MQTT协议)通过蜂窝网络发送至云平台。在云平台根据上述步骤S104中的公式(10)~(19),进行信号的位置纠偏后,显示在三维地图中的三维模型上。
若任意去除低空信号测量装置的射频接收模块或无线参数测量模块或语音,上述数据合并过程也可直接在无线参数测量模块/的CPU中进行处理。均在本专利的保护范围之内。
S106:楼层层数的获取方法:上述步骤S104中Geometry={F1,F2,…Fn}中面的数量为N+1,楼层的层数为N,楼宇的总高度为He,步骤S104中的Mesh文件中的Hn为火星坐标系或百度坐标系或其他坐标系(根据实际使用的地图选择坐标系)下的每层的高度。通过上述步骤S201~205得到的信号测试点位的高度h(无人机离起飞点的高度,可通过无人机的高精度定位回传的三维位置信息获取),计算得到楼层的层数。
楼层层数
Figure BDA0003302449870000161
[]表示向前取整。
在高精度定位系统中,实现厘米级精度主要就是与无人机之间通过串口连接,其中最重要就是为保证数据的对齐,需要将无人机下发的数据的时间戳与测量装置测量的数据时间戳保证时钟同步,才能完成三维数据的正确融合。
通过上述方法计算得到的楼层层数的误差是厘米级及以下,其定位的误差的大小取决于无人机的高精度定位系统的误差和上述纠偏算法的共同作用。
S201~S205步骤中涉及的各模块功能如下:
低空信号测量装置中的AI数据处理控制模块根据射频接收模块、无线参数测量模块、语音测量模块、航迹记忆及规划管理模块的输入信息进行本地实时AI处理,为低空信号测量提供决策支持。同时在人工智能数据处理控制模块部署本地服务器和离线地图,实现无公网本地操作进行空测,本地无线WIFI接入,本地无线的任务操作和报告查看,实现输出本地报告。本提案的人工智能数据处理控制模块在具体实施中,可用英伟达Jetson系列模组实现,以上仅为举例。
射频接收模块实现信号的接收采集(扫频数据),AI数据处理控制模块实现扫频数据的信号解调,无人机通过串口将三维地理位置信息传输至AI数据处理控制模块,AI数据处理控制模块根据时间戳实现扫频数据和位置信息的三维数据融合,并由数据通信管理模块通过蜂窝网络实时传输至云平台,云平台的扫频数据分析模块,并结合三维地图管理模块,实现扫频数据的三维实时呈现,包括但不限于TopN小区,RSRP、RSRQ、SINR等。低空信号测量通信装置支持识别的网络制式包括但不限于5G/4G/3G/2G,并根据运营商的频段制式,判断出具体的运营商及干扰排查。航迹规划管理模块记录本次飞行航线。
三维地图管理模块包括对三维模型的管理(增加、删除、修改、查找)、三维模型的权限管理以及三维模型在地图上的显示管理,即单个或多个三维模型在地图中的显示。
语音测量模块中包含两个通信模组,可实现空中语音的双边测试,将测量数据送入AI数据处理控制模块,根据时间戳与无人机的三维位置信息进行融合,并并由数据通信管理模块通过蜂窝网络传至云平台的三维数据分析处理模块,通过算法模型(模型可以是PSQM、MNB、PSQM+、PAMS99、PESQ等),计算得到语音MOS分,并结合三维地图管理模块,在三维实时展示模块中实现语音业务数据在三维地图中实时结果呈现。
安全管理模块主要负责低空信号测量通信装置的数据安全,包括AI数据处理控制模块、无线参数测量模块数据、射频接收模块、语音测试模块中数据传输过程中的加密,以及本地存储模块的数据加密。具体实施是采用哈希算法(可以是SHA256、MD5等)或对称(可以是DES、SM4、AES等)或非对称(可以是RSA、DSA、ECC、DH等)算法或几种算法的组合对测量数据进行软件加密,在不引入时延的情况时,避免数据被攻击者监听,特别是无人机的飞控数据、飞行记录数据及关键作业数据。
飞行控制管理模块为超视距网联无人机提供现场飞控策略,它根据其他功能模块(包括云平台、联网合规管理、数据通信管理模块、安全管理模块、本地存储模块、航迹记忆及规划管理模块)的输入信息,经由AI数据处理控制模块处理后,再由飞行控制管理模块执行无人机的现场飞控操作。具体地,当蜂窝网络的带宽及时延要求满足远程遥控时,可根据用户选择,由云平台进行远程遥控操作;当飞行过程中遇到无蜂窝网络覆盖时,由航迹管理规划及管理模块根据之前的航线记忆,无人机按照航线记忆完成全自动飞行测试。
本地存储模块由安全管理模块提供数据实时加解密安全支持,实现数据的存储(含缓存)和更新,管理射频接收模块、无线参数测量模块、语音测量模块、联网合规管理、数据通信管理模块、航迹记忆及规划管理模块中的业务数据,存储无人机飞行中的系统日志数据。
航迹记忆及规划管理模块完成超视距网联无人机的起飞前航迹规划更新及保存,记忆无人机的实际飞行航迹,并与云平台航迹进行比对,若有偏离,则实时预警。
通过本申请实施例,超视距网联无人机可以充分利用云平台、大数据和低空信号测量通信装置的前置AI处理优势,实现无人机的超视距飞行和网络信号测量;低空信号测量通信装置完成超视距无人机的飞行控制、在线网络信号测量、离线网络信号测量,以及本地化数据处理解析。
下面继续说明本申请实施例提供的信号测量装置2055的实施为软件模块的示例性结构,在一些实施例中,如图2所示,存储在存储器205的信号测量装置2055中的软件模块可以包括:
第一获得模块20551,用于获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
第二获得模块20552,用于获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
发送模块20553,用于将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
在一些实施例中,所述第一获得模块,还用于向目标区域发送激光信号,并接收所述激光信号对应的回波信号;解析所述回波信号,得到目标区域的扫描数据。
在一些实施例中,所述获得测量信息,包括:采集目标区域的流媒体信息,将所述流媒体信息作为测量信息;其中,所述流媒体信息包括音频信息及视频信息中的至少之一。
在一些实施例中,还包括:根据预设的运行轨迹,对所述目标区域进行激光扫描,得到目标区域的扫描数据。
在一些实施例中,还包括:获得所述信号测量设备实际运行轨迹信息;将所述实际运行轨迹信息发送至所述服务器,以使所述服务器基于所述实际运行轨迹信息与预设运行轨迹信息进行比对,得到所述实际运行轨迹信息与所述预设运行轨迹信息之间的误差信息;当所述误差信息大于或等于误差阈值时,生成报警信息。
本申请实施例还提供一种信号测量装置,应用于服务器,包括:
接收模块,用于接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
坐标转换模块,用于将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
信息合并模块,用于基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
确定模块,用于基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
在一些实施例中,所述将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,包括:将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为地理坐标信息;将所述地理坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息。
在一些实施例中,还包括:基于多个扫描点的地图坐标信息进行三维建模,得到多个扫描点对应的三维模型。
在一些实施例中,所述基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,包括:基于所述测量信息及测量位置信息,确定相应测量位置的信号强度信息;基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述三维模型及所述信号强度信息进行合并,得到携带有信号强度信息的目标三维模型,并将所述目标三维模型作为所述合并数据。
在一些实施例中,所述基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,包括:基于所述目标三维模型携带的信号强度信息,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
本申请实施例提供了一种计算机程序产品或计算机程序,该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令,该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令,处理器执行该计算机指令,使得该计算机设备执行本申请实施例上述的信号测量方法。
本申请实施例提供一种存储有可执行指令的计算机可读存储介质,其中存储有可执行指令,当可执行指令被处理器执行时,将引起处理器执行本申请实施例提供的方法。
在一些实施例中,计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器;也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。
在一些实施例中,可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式,按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言,或者声明性或过程性语言)来编写,并且其可按任意形式部署,包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。
作为示例,可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件,可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分,例如,存储在超文本标记语言(HTML,Hyper TextMarkup Language)文档中的一个或多个脚本中,存储在专用于所讨论的程序的单个文件中,或者,存储在多个协同文件(例如,存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。
作为示例,可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行,或者在位于一个地点的多个计算设备上执行,又或者,在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。
综上所述,通过本申请实施例能够提高信号测量精度。
以上所述,仅为本申请的实施例而已,并非用于限定本申请的保护范围。凡在本申请的精神和范围之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种信号测量方法,其特征在于,应用于信号测量设备,所述方法包括:
获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
2.根据权利要求1所述的信号测量方法,其特征在于,所述获得目标区域的扫描数据,包括:
向目标区域发送激光信号,并接收所述激光信号对应的回波信号;
解析所述回波信号,得到目标区域的扫描数据。
3.根据权利要求1所述的信号测量方法,其特征在于,所述获得测量信息,包括:
采集目标区域的流媒体信息,将所述流媒体信息作为测量信息;
其中,所述流媒体信息包括音频信息及视频信息中的至少之一。
4.根据权利要求1所述的信号测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据预设的运行轨迹,对所述目标区域进行激光扫描,得到目标区域的扫描数据。
5.根据权利要求4所述的信号测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
获得所述信号测量设备实际运行轨迹信息;
将所述实际运行轨迹信息发送至所述服务器,以使所述服务器基于所述实际运行轨迹信息与预设运行轨迹信息进行比对,得到所述实际运行轨迹信息与所述预设运行轨迹信息之间的误差信息;
当所述误差信息大于或等于误差阈值时,生成报警信息。
6.一种信号测量方法,其特征在于,应用于服务器,所述方法包括:
接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
7.根据权利要求6所述的信号测量方法,其特征在于,所述将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,包括:
将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为地理坐标信息;
将所述地理坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息。
8.根据权利要求6所述的信号测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
基于多个扫描点的地图坐标信息进行三维建模,得到多个扫描点对应的三维模型。
9.根据权利要求8所述的信号测量方法,其特征在于,所述基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,包括:
基于所述测量信息及测量位置信息,确定相应测量位置的信号强度信息;
基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述三维模型及所述信号强度信息进行合并,得到携带有信号强度信息的目标三维模型,并将所述目标三维模型作为所述合并数据。
10.根据权利要求9所述的信号测量方法,其特征在于,所述基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息,包括:
基于所述目标三维模型携带的信号强度信息,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
11.一种信号测量装置,其特征在于,包括:
第一获得模块,用于获得目标区域的扫描数据;所述扫描数据包括多个扫描点,所述扫描点携带有空间坐标信息及时间信息;
第二获得模块,用于获得测量信息及测量位置信息,所述测量信息携带有时间信息;
发送模块,用于将所述扫描数据及所述测量信息发送至服务器,以使所述服务器将多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息,并根据扫描点的时间信息及测量信息的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据,并基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
12.一种信号测量装置,其特征在于,包括:
接收模块,用于接收信号测量设备的针对目标区域的扫描数据、测量信息及测量位置信息;
坐标转换模块,用于将所述扫描数据中多个扫描点的空间坐标信息转换为目标地图对应的地图坐标信息;
信息合并模块,用于基于多个扫描点携带的时间信息及所述测量信息携带的时间信息,将所述多个扫描点对应的地图坐标信息、所述测量信息及所述测量位置信息进行合并,得到相应的合并数据;
确定模块,用于基于所述合并数据,确定所述目标区域的信号覆盖信息。
13.一种信号测量设备,其特征在于,包括:
存储器,用于存储可执行指令;
处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现权利要求1至5任一项所述的方法。
14.一种服务器,其特征在于,包括
存储器,用于存储可执行指令;
处理器,用于执行所述存储器中存储的可执行指令时,实现权利要求6-10任一项所述的方法。
15.一种计算机可读存储介质,其特征在于,存储有可执行指令,用于被处理器执行时,实现权利要求1至10任一项所述的方法。
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