CN116074852B - Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

Info

Publication number
CN116074852B
CN116074852B CN202310203814.4A CN202310203814A CN116074852B CN 116074852 B CN116074852 B CN 116074852B CN 202310203814 A CN202310203814 A CN 202310203814A CN 116074852 B CN116074852 B CN 116074852B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base station
uwb positioning
positioning base
sampling unit
scheme
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
Application number
CN202310203814.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN116074852A (zh
Inventor
李金玲
陈鑫
王李管
毕林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changsha Dimai Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Changsha Digital Mine Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changsha Digital Mine Co ltd filed Critical Changsha Digital Mine Co ltd
Priority to CN202310203814.4A priority Critical patent/CN116074852B/zh
Publication of CN116074852A publication Critical patent/CN116074852A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN116074852B publication Critical patent/CN116074852B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W16/00—Network planning, e.g. coverage or traffic planning tools; Network deployment, e.g. resource partitioning or cells structures
    • H04W16/18—Network planning tools
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/06—Position of source determined by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/02—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using radio waves
    • G01S5/10—Position of receiver fixed by co-ordinating a plurality of position lines defined by path-difference measurements, e.g. omega or decca systems
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/02—Arrangements for optimising operational condition
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W88/00—Devices specially adapted for wireless communication networks, e.g. terminals, base stations or access point devices
    • H04W88/08—Access point devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Mobile Radio Communication Systems (AREA)

Abstract

本申请公开了一种UWB定位基站布置方法、装置、设备及存储介质。该方法包括：获取UWB定位区域的区域形态特征，其包括：用于划分UWB定位区域的多个线段；基于多个线段，对UWB定位区域进行离散化处理，得到UWB定位区域内的所有采样单元；基于所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；可以针对UWB定位区域内的采样单元，采用设定优化模型自动生成UWB定位基站的基站布置方案，能够最大程度减小信号覆盖盲区和信号覆盖冗余，保障全局定位精度，且安装的定位基站数目最小化，有效控制建设成本。

Description

UWB定位基站布置方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本申请涉及无线通信领域，尤其涉及一种UWB（Ultra Wide Band，超宽带）定位基站布置方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
基于UWB的精确定位技术是利用定位标签与定位基站之间发射和接收脉冲信号，根据脉冲信号的发射时间、到达时间及脉冲信号传播速度等计算定位标签与定位基站的距离或距离差，进而获得定位标签的精确位置数据。
基于UWB的精确定位技术是当前在没有卫星信号场景下的主要精确定位方法，影响UWB定位精度的因素包括信号遮挡、多径效应、非视距传播、信号干扰、定位基站数量和定位基站位置等，因此，对于边界形态复杂的精确定位区域，定位基站的安装数量及安装位置选址将直接影响精确定位的信号覆盖率和定位精度。定位基站安装数量不足或安装位置选址不合理时，将导致信号覆盖率低和定位精度不足等问题，定位基站安装数量过多则必然导致建设成本增加，同时基站之间信号防干扰管理也将更复杂。
目前定位基站的安装数量及安装位置选址是由人工根据经验制定，具有较大的随机性和不确定性，复杂形态定位区域中常存在信号覆盖盲区、信号覆盖冗余或局部区域定位精度不高等问题。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供了一种UWB定位基站布置方法、装置、设备及存储介质，旨在有效减小信号覆盖盲区和信号覆盖冗余的同时，保障全局定位精度且节约成本。
本申请实施例的技术方案是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种UWB定位基站布置方法，包括：
获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段；
基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元；
基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；
其中，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置。
在一些实施例中，所述设定优化模型如下所示：
Figure SMS_1
其中，s.t.表示约束规则，i为采样单元的索引，j为定位基站安装位置选址可行方案的索引，
Figure SMS_4
表示采样单元i对应的所述第一变量，若/>
Figure SMS_9
=1，则表示采样单元i作为UWB定位基站的安装位置，若/>
Figure SMS_11
=0，则表示采样单元i不作为UWB定位基站的安装位置，/>
Figure SMS_3
为采样单元的集合，/>
Figure SMS_5
为采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案的集合，/>
Figure SMS_7
表示采样单元i对应的所述第二变量，若/>
Figure SMS_10
=1，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案作为最终方案，若/>
Figure SMS_2
=0，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案不作为最终方案，/>
Figure SMS_6
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元的集合，/>
Figure SMS_8
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元的集合，n为所述UWB定位区域内采样单元的总数，m为设定的信号覆盖率。
在一些实施例中，采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的设定位置为圆心，以UWB定位基站的有效测距范围为半径构建待搜索范围；
在所述待搜索范围内，基于设定的选址精度和设定的方位角偏差阈值，搜索与采样单元i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元，形成采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案；
其中，所述设定的选址精度表示搜索的距离步长，所述设定的方位角偏差阈值基于所述选址精度和所述有效测距范围确定。
在一些实施例中，所述主线区域为针对所述圆心，基于所述设定的选址精度和所述设定的方位角偏差阈值构建的直线，其中，所述直线与所述圆心的距离为所述设定的选址精度的整数倍，所述直线的垂线与所述圆心之间的方位角为所述设定的方位角偏差阈值的整数倍。
在一些实施例中，所述基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元，包括：
对所述UWB定位区域基于所述设定的选址精度构建网格阵列；
对所述网格阵列基于表示定位区域边界的第一线段和表示禁区的第二线段，提取位于所述定位区域边界之内且位于所述禁区之外的区域对应的网格，构成采样单元的集合。
第二方面，本申请实施例提供了一种UWB定位基站布置装置，包括：
获取模块，用于获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段；
离散化模块，用于基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元；
布置方案生成模块，用于基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；
其中，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置。
第三方面，本申请实施例提供了一种UWB定位基站布置设备，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，所述处理器，用于运行计算机程序时，执行本申请实施例第一方面所述方法的步骤。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现本申请实施例第一方面所述方法的步骤。
本申请实施例提供的技术方案，获取UWB定位区域的区域形态特征，区域形态特征包括：用于划分UWB定位区域的多个线段；基于多个线段，对UWB定位区域进行离散化处理，得到UWB定位区域内的所有采样单元；基于所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；其中，设定优化模型以UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；设定优化模型的决策变量包括：各采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置。如此，可以针对UWB定位区域内的采样单元，采用设定优化模型自动生成该UWB定位区域的UWB定位基站的基站布置方案，能够最大程度减小信号覆盖盲区和信号覆盖冗余，保障全局定位精度，且安装的定位基站数目最小化，有效控制建设成本。
附图说明
图1为本申请实施例UWB定位基站布置方法的流程示意图；
图2为本申请应用示例中UWB定位区域的划分示意图；
图3为图2所示的UWB定位区域离散化的原理示意图；
图4为本申请应用示例中的主线区域的示意图；
图5为本申请应用示例中UWB定位基站的安装位置的示意图；
图6为本申请实施例UWB定位基站布置装置的结构示意图；
图7为本申请实施例UWB定位基站布置设备的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本申请再作进一步详细的描述。
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。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
相关技术中，由于UWB定位基站的安装数量及安装位置选址是由人工根据经验制定，具有较大的随机性和不确定性，复杂形态定位区域中常存在信号覆盖盲区、信号覆盖冗余或局部区域定位精度不高等问题。
基于此，本申请实施例提供了一种UWB定位基站布置方法，可以应用于具有数据处理能力的电子设备，例如：台式机、平板电脑、笔记本等具有数据处理能力的电子设备，本申请实施例对此不做限定。如图1所示，该方法包括：
步骤101，获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段。
示例性地，考虑到UWB定位区域的形态会影响UWB定位基站的布置效果，本申请实施例中，可以基于UWB定位区域的多种属性的线段生成区域形态特征，例如，区域形态特征可以包括：用于表示定位区域边界的第一线段和用于表示禁区的第二线段。
步骤102，基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元。
这里，可以对UWB定位区域基于网格划分进行离散化处理，并基于前述的区域形态特征获取位于定位区域边界之内且位于禁区之外的区域对应的网格，作为UWB定位区域对应的所有采样单元。
示例性地，可以设定基站安装位置的选址精度为c，以UWB定位区域中的任意点作为参考点，沿任意方向构建网格阵列，该网格阵列覆盖整个UWB定位区域；然后，将位于前述的第一线段之外的网格进行过滤，保留定位区域边界之内的网格，再针对保留的网格基于布尔运算，提取位于所述的第一线段之内且位于所述第二线段之外的区域的网格，作为采样单元的集合，即提取位于定位区域边界之内且位于禁区之外的区域对应的网格，构成采样单元的集合。
需要说明的是，各采样单元的形心或者内部任意位置作为可以安装UWB定位基站的待选位置。
步骤103，基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案。
这里，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置。
可以理解的是，本申请实施例可以针对UWB定位区域内的采样单元，采用设定优化模型自动生成该UWB定位区域的UWB定位基站的基站布置方案，能够最大程度减小信号覆盖盲区和信号覆盖冗余，保障全局定位精度，且安装的定位基站数目最小化，有效控制建设成本。此外，相较于人工布置基站，智能化程度高，能够极大地缩短基站布置的工期。
在一些实施例中，所述设定优化模型如下所示：
Figure SMS_12
其中，s.t.是subject to（such that）的缩写，表示约束规则，i为采样单元的索引，j为定位基站安装位置选址可行方案的索引，
Figure SMS_14
表示采样单元i对应的所述第一变量，若/>
Figure SMS_17
=1，则表示采样单元i作为UWB定位基站的安装位置，若/>
Figure SMS_21
=0，则表示采样单元i不作为UWB定位基站的安装位置，/>
Figure SMS_15
为采样单元的集合，/>
Figure SMS_18
为采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案的集合，/>
Figure SMS_20
表示采样单元i对应的所述第二变量，若/>
Figure SMS_22
=1，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案作为最终方案，若/>
Figure SMS_13
=0，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案不作为最终方案，/>
Figure SMS_16
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元的集合，/>
Figure SMS_19
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元的集合，n为所述UWB定位区域内采样单元的总数，m为设定的信号覆盖率。
下面对上述的设定优化模型具体说明如下：
集合：
Figure SMS_23
：采样单元的集合；
Figure SMS_24
：采样单元i对应的定位基站安装位置选址可行方案的集合；
Figure SMS_25
：采样单元i对应的定位基站安装位置选址可行方案j中主线区域内的采样单元的集合；
Figure SMS_26
：采样单元i对应的定位基站安装位置选址可行方案j中非主线区域内的采样单元的集合。
参数：
n：采样单元的总数；
m：设定的信号覆盖率。
索引：
i：采样点的索引；
j：定位基站安装位置选址可行方案的索引；
决策变量：
Figure SMS_27
目标函数：
Figure SMS_28
约束条件：
（1）、决策变量逻辑性约束；
Figure SMS_29
（2）、各采样单元对应的定位基站安装位置选址可行方案最多只有1个作为最终方案；具体如下：
Figure SMS_30
（3）、各采样单元对应的各定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元作为最终安装位置选址的数量要求，具体如下：
Figure SMS_31
（4）、各采样单元对应的各定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元作为最终安装位置选址的数量要求，具体如下：
Figure SMS_32
（5）定位信号覆盖率大于m，具体如下：
Figure SMS_33
在一些实施例中，采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的设定位置为圆心，以UWB定位基站的有效测距范围为半径构建待搜索范围；
在所述待搜索范围内，基于设定的选址精度和设定的方位角偏差阈值，搜索与采样单元i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元，形成采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案；
其中，所述设定的选址精度表示搜索的距离步长，所述设定的方位角偏差阈值基于所述选址精度和所述有效测距范围确定。
在一些实施例中，所述主线区域为针对所述圆心，基于所述设定的选址精度和所述设定的方位角偏差阈值构建的直线，其中，所述直线与所述圆心的距离为所述设定的选址精度的整数倍，所述直线的垂线与所述圆心之间的方位角为所述设定的方位角偏差阈值的整数倍。
这里，方位角是指从圆心的指北方向线起依顺时针方向至直线的垂线间的水平夹角。
在一应用示例中，根据基于测距的精确定位原理，设UWB定位基站有效测距范围d，对于任意采样单元i，若该位置可进行精确定位，则要求以该位置为圆心，d为半径的范围内，与i之间不存在信号遮挡的UWB定位基站数量不小于3个，且至少存在3个基站的位置不在一条直线上。相应地，采样单元i对应的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的形心（或内部任意位置）为圆心，d为半径，搜索该范围内与i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元；
设距离参数
Figure SMS_34
设角度参数
Figure SMS_35
对于任意距离参数
Figure SMS_36
和角度参数/>
Figure SMS_37
均可构建对应的定位基站安装位置选址可行方案，其特征为存在直线L，圆心与L的距离为/>
Figure SMS_38
，圆心与L的垂线的方位角度为/>
Figure SMS_39
，直线L上的采样单元称之为定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元，不在直线L上的采样单元称之为定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元，主线区域内应至少安装2个定位基站，非主线区域内应至少安装1个定位基站。
可以理解的是，本申请实施例中，将步骤102获取的所有采样单元输入至上述的设定优化模型，得到
Figure SMS_40
即为UWB定位基站的安装数量，/>
Figure SMS_41
值为1的采样单元的形心（或内部任意位置）即基站安装的位置选址。如此，实现了结合定位区域形态特征和基站有效测距范围，最大程度减小信号覆盖盲区和信号覆盖冗余，保障全局定位精度，且安装的定位基站数目最小化，有效控制建设成本。
下面结合一应用示例对本申请实施例的UWB定位基站布置方法进行示例性说明。
图2示出了本应用示例中UWB定位区域的划分示意图，其中，UWB定位区域的区域形态特征包括：用于表示定位区域边界的第一线段1、用于表示禁区的第二线段2和用于表示其他区域的第三线段3。这里，第三线段3可以理解为用于辅助用户对区域空间进行理解和判断的线段，例如，可以为图2所示的入口位置对应的线段。
设定基站安装位置的选址精度c为1m（米），以UWB定位区域左上方的位置为原点，沿水平方向构建矩形网格矩阵，覆盖整个UWB定位区域。
对于与定位区域边界或禁区没有空间交集的矩形网格进行过滤，保留定位区域内部的矩形网格；对于与定位区域边界或禁区有空间交集的矩形网格进行布尔运算，保留定位区域内部的部分。保留下来的完整矩形网格或不完整矩形网格，均作为采样单元，如图3所示，各采样单元的形心（或内部任意位置）为可安装UWB定位基站的位置。
假定UWB定位基站的有效测距范围d为30m，距离参数
Figure SMS_42
为9m，角度参数/>
Figure SMS_43
为π，构建对应的定位基站安装位置选址可行方案如图4所示，其中，图4示出了圆心4和定位基站安装位置选址可行方案中的主线区域5。
建立UWB定位基站安装数量及位置选址的设定优化模型，并解算上述设定优化模型，得到
Figure SMS_44
即为UWB定位基站的安装数量，/>
Figure SMS_45
值为1的采样单元的形心（或内部任意位置）即基站安装的位置选址，如图5所示。
为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种UWB定位基站布置装置，设置在UWB定位基站布置设备，如图6所示，该UWB定位基站布置装置包括：获取模块601、离散化模块602及布置方案生成模块603。
获取模块601用于获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段；
离散化模块602用于基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元；
布置方案生成模块603用于基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；
其中，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置。
在一些实施例中，所述设定优化模型如下所示：
Figure SMS_46
其中，s.t.表示约束规则，i为采样单元的索引，j为定位基站安装位置选址可行方案的索引，
Figure SMS_48
表示采样单元i对应的所述第一变量，若/>
Figure SMS_52
=1，则表示采样单元i作为UWB定位基站的安装位置，若/>
Figure SMS_55
=0，则表示采样单元i不作为UWB定位基站的安装位置，/>
Figure SMS_49
为采样单元的集合，/>
Figure SMS_51
为采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案的集合，/>
Figure SMS_54
表示采样单元i对应的所述第二变量，若/>
Figure SMS_56
=1，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案作为最终方案，若/>
Figure SMS_47
=0，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案不作为最终方案，/>
Figure SMS_50
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元的集合，/>
Figure SMS_53
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元的集合，n为所述UWB定位区域内采样单元的总数，m为设定的信号覆盖率。
在一些实施例中，采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的设定位置为圆心，以UWB定位基站的有效测距范围为半径构建待搜索范围；
在所述待搜索范围内，基于设定的选址精度和设定的方位角偏差阈值，搜索与采样单元i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元，形成采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案；
其中，所述设定的选址精度表示搜索的距离步长，所述设定的方位角偏差阈值基于所述选址精度和所述有效测距范围确定。
在一些实施例中，所述主线区域为针对所述圆心，基于所述设定的选址精度和所述设定的方位角偏差阈值构建的直线，其中，所述直线与所述圆心的距离为所述设定的选址精度的整数倍，所述直线的垂线与所述圆心之间的方位角为所述设定的方位角偏差阈值的整数倍。
在一些实施例中，离散化模块602具体用于：
对所述UWB定位区域基于所述设定的选址精度构建网格阵列；
对所述网格阵列基于表示定位区域边界的第一线段和表示禁区的第二线段，提取位于所述定位区域边界之内且位于所述禁区之外的区域对应的网格，构成采样单元的集合。
实际应用时，获取模块601、离散化模块602及布置方案生成模块603，可以由UWB定位基站布置设备中的处理器来实现。当然，处理器需要运行存储器中的计算机程序来实现它的功能。
需要说明的是：上述实施例提供的UWB定位基站布置装置在进行UWB定位基站布置时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的UWB定位基站布置装置与UWB定位基站布置方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种UWB定位基站布置设备。图7仅仅示出了该设备的示例性结构而非全部结构，根据需要可以实施图7示出的部分结构或全部结构。
如图7所示，本申请实施例提供的UWB定位基站布置设备700包括：至少一个处理器701、存储器702、用户接口703和至少一个网络接口704。UWB定位基站布置设备700中的各个组件通过总线系统705耦合在一起。可以理解，总线系统705用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统705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7中将各种总线都标为总线系统705。
其中，用户接口703可以包括显示器、键盘、鼠标、轨迹球、点击轮、按键、按钮、触感板或者触摸屏等。
本申请实施例中的存储器702用于存储各种类型的数据以支持UWB定位基站布置设备的操作。这些数据的示例包括：用于在UWB定位基站布置设备上操作的任何计算机程序。
本申请实施例揭示的UWB定位基站布置方法可以应用于处理器701中，或者由处理器701实现。处理器701可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，UWB定位基站布置方法的各步骤可以通过处理器701中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器701可以是通用处理器、数字信号处理器（DSP，Digital SignalProcessor），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。处理器701可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器702，处理器701读取存储器702中的信息，结合其硬件完成本申请实施例提供的UWB定位基站布置方法的步骤。
在示例性实施例中，UWB定位基站布置设备可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC，Application Specific Integrated Circuit）、DSP、可编程逻辑器件（PLD，Programmable Logic Device）、复杂可编程逻辑器件（CPLD，Complex Programmable LogicDevice）、FPGA、通用处理器、控制器、微控制器（MCU，Micro Controller Unit）、微处理器（Microprocessor）、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。
可以理解，存储器702可以是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。其中，非易失性存储器可以是只读存储器（ROM，Read Only Memory）、可编程只读存储器（PROM，Programmable Read-Only Memory）、可擦除可编程只读存储器（EPROM，Erasable Programmable Read-Only Memory）、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、磁性随机存取存储器（FRAM，ferromagnetic random access memory）、快闪存储器（Flash Memory）、磁表面存储器、光盘、或只读光盘（CD-ROM，Compact Disc Read-Only Memory）；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory），其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器（SRAM，Static Random Access Memory）、同步静态随机存取存储器（SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory）、动态随机存取存储器（DRAM，Dynamic Random Access Memory）、同步动态随机存取存储器（SDRAM，SynchronousDynamic Random Access Memory）、双倍数据速率同步动态随机存取存储器（DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory）、增强型同步动态随机存取存储器（ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random Access Memory）、同步连接动态随机存取存储器（SLDRAM，SyncLink Dynamic Random Access Memory）、直接内存总线随机存取存储器（DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory）。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在示例性实施例中，本申请实施例还提供了一种存储介质，即计算机存储介质，具体可以是计算机可读存储介质，例如包括存储计算机程序的存储器702，上述计算机程序可由UWB定位基站布置设备的处理器701执行，以完成本申请实施例方法的步骤。计算机可读存储介质可以是ROM、PROM、EPROM、EEPROM、Flash Memory、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器。
需要说明的是：“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
另外，本申请实施例所记载的技术方案之间，在不冲突的情况下，可以任意组合。
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披露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，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 (5)

1.一种超宽带UWB定位基站布置方法，其特征在于，包括：
获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段；
基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元；
基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；
其中，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置；
所述设定优化模型如下所示：
Figure QLYQS_1
其中，s.t.表示约束规则，i为采样单元的索引，j为定位基站安装位置选址可行方案的索引，/>
Figure QLYQS_6
表示采样单元i对应的所述第一变量，若/>
Figure QLYQS_8
=1，则表示采样单元i作为UWB定位基站的安装位置，若/>
Figure QLYQS_3
=0，则表示采样单元i不作为UWB定位基站的安装位置，/>
Figure QLYQS_5
为采样单元的集合，/>
Figure QLYQS_9
为采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案的集合，/>
Figure QLYQS_11
表示采样单元i对应的所述第二变量，/>
Figure QLYQS_2
若=1，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案作为最终方案，若/>
Figure QLYQS_4
=0，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案不作为最终方案，/>
Figure QLYQS_7
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元的集合，/>
Figure QLYQS_10
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元的集合，n为所述UWB定位区域内采样单元的总数，m为设定的信号覆盖率；采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的设定位置为圆心，以UWB定位基站的有效测距范围为半径构建待搜索范围；在所述待搜索范围内，基于设定的选址精度和设定的方位角偏差阈值，搜索与采样单元i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元，形成采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案；其中，所述设定的选址精度表示搜索的距离步长，所述设定的方位角偏差阈值基于所述选址精度和所述有效测距范围确定；
所述主线区域为针对所述圆心，基于所述设定的选址精度和所述设定的方位角偏差阈值构建的直线，其中，所述直线与所述圆心的距离为所述设定的选址精度的整数倍，所述直线的垂线与所述圆心之间的方位角为所述设定的方位角偏差阈值的整数倍。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元，包括：
对所述UWB定位区域基于所述设定的选址精度构建网格阵列；
对所述网格阵列基于表示定位区域边界的第一线段和表示禁区的第二线段，提取位于所述定位区域边界之内且位于所述禁区之外的区域对应的网格，构成采样单元的集合。
3.一种UWB定位基站布置装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取UWB定位区域的区域形态特征，所述区域形态特征包括：用于划分所述UWB定位区域的多个线段；
离散化模块，用于基于所述多个线段，对所述UWB定位区域进行离散化处理，得到所述UWB定位区域内的所有采样单元；
布置方案生成模块，用于基于所述所有采样单元和用于布置UWB定位基站的设定优化模型，生成UWB定位基站的基站布置方案；
其中，所述设定优化模型以所述UWB定位基站的安装数量最小为优化目标；所述设定优化模型的决策变量包括：各所述采样单元是否作为UWB定位基站的安装位置的第一变量、以及各采样单元的定位基站安装位置选址可行方案是否作为最终方案的第二变量；所述基站布置方案包括：UWB定位基站的安装数量和安装位置；所述设定优化模型如下所示：
Figure QLYQS_13
其中，s.t.表示约束规则，i为采样单元的索引，j为定位基站安装位置选址可行方案的索引，/>
Figure QLYQS_17
表示采样单元i对应的所述第一变量，若/>
Figure QLYQS_19
=1，则表示采样单元i作为UWB定位基站的安装位置，若/>
Figure QLYQS_14
=0，则表示采样单元i不作为UWB定位基站的安装位置，/>
Figure QLYQS_15
为采样单元的集合，/>
Figure QLYQS_18
为采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案的集合，/>
Figure QLYQS_21
表示采样单元i对应的所述第二变量，若/>
Figure QLYQS_12
=1，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案作为最终方案，若/>
Figure QLYQS_16
=0，则表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案不作为最终方案，/>
Figure QLYQS_20
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中主线区域内的采样单元的集合，/>
Figure QLYQS_22
表示采样单元i对应的第j个定位基站安装位置选址可行方案中非主线区域内的采样单元的集合，n为所述UWB定位区域内采样单元的总数，m为设定的信号覆盖率；采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案构建如下：
以采样单元i的设定位置为圆心，以UWB定位基站的有效测距范围为半径构建待搜索范围；在所述待搜索范围内，基于设定的选址精度和设定的方位角偏差阈值，搜索与采样单元i之间不存在信号遮挡的所有其他采样单元，形成采样单元i的定位基站安装位置选址可行方案；其中，所述设定的选址精度表示搜索的距离步长，所述设定的方位角偏差阈值基于所述选址精度和所述有效测距范围确定；
所述主线区域为针对所述圆心，基于所述设定的选址精度和所述设定的方位角偏差阈值构建的直线，其中，所述直线与所述圆心的距离为所述设定的选址精度的整数倍，所述直线的垂线与所述圆心之间的方位角为所述设定的方位角偏差阈值的整数倍。
4.一种UWB定位基站布置设备，其特征在于，包括：处理器和用于存储能够在处理器上运行的计算机程序的存储器，其中，
所述处理器，用于运行计算机程序时，执行权利要求1或者2所述方法的步骤。
5.一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1或者2所述方法的步骤。
CN202310203814.4A 2023-03-06 2023-03-06 Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质 Active CN116074852B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310203814.4A CN116074852B (zh) 2023-03-06 2023-03-06 Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202310203814.4A CN116074852B (zh) 2023-03-06 2023-03-06 Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN116074852A CN116074852A (zh) 2023-05-05
CN116074852B true CN116074852B (zh) 2023-06-20

Family

ID=86175059

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202310203814.4A Active CN116074852B (zh) 2023-03-06 2023-03-06 Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN116074852B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108513305A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 中国移动通信集团河北有限公司 一种目标区域的基站选址方法、装置及设备
CN115379464A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 中国联合网络通信集团有限公司 基站的规划方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE197368T1 (de) * 1994-06-28 2000-11-15 Littlefeet Inc Anordnungen ortsfester sendestationen eines flächendeckenden funknetzes
JPH09135475A (ja) * 1995-11-08 1997-05-20 Toshiba Corp 基地局配置装置および基地局配置方法
JP2001285923A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Mitsubishi Electric Corp 基地局配置パターン決定方法
GB2480191A (en) * 2007-02-02 2011-11-09 Ubiquisys Ltd Determining the location of a base station
US10061012B2 (en) * 2014-05-02 2018-08-28 Worcester Polytechnic Institute Locating and ranging using coherent array reconciliation tomography
CN109905881A (zh) * 2019-01-09 2019-06-18 中国电力科学研究院有限公司 一种基于人工蜂群算法确定基站选取方案的方法及系统
CN112020072B (zh) * 2019-05-31 2023-04-07 中国移动通信集团河南有限公司 一种基站选址方法与装置
US11763404B2 (en) * 2020-06-15 2023-09-19 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Systems, methods, and apparatuses for implementing a geo-demographic zoning optimization engine
US11627473B2 (en) * 2020-07-06 2023-04-11 City University Of Hong Kong Method for determining wireless communication network layout
CN113645632B (zh) * 2021-07-26 2023-11-07 长江大学 基于人工免疫优化和可视多边形算法的5g基站布局方法
CN115209427B (zh) * 2022-09-16 2022-11-22 长沙迪迈数码科技股份有限公司 井下uwb定位基站优化布置方法、装置及设备

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108513305A (zh) * 2017-02-27 2018-09-07 中国移动通信集团河北有限公司 一种目标区域的基站选址方法、装置及设备
CN115379464A (zh) * 2022-08-22 2022-11-22 中国联合网络通信集团有限公司 基站的规划方法、装置、设备及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN116074852A (zh) 2023-05-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115209427B (zh) 井下uwb定位基站优化布置方法、装置及设备
CN113099463B (zh) 基于bim和进度计划的uwb基站布局分析系统及方法
CN103282878A (zh) 基于循环分割或索引阵列的循环并行化
CN103617295A (zh) 一种地理信息矢量数据处理的方法和装置
CN116740361B (zh) 一种点云分割方法、装置、存储介质及电子设备
US20160349349A1 (en) Method and electronic device identifying indoor location
CN104679802A (zh) 旅游规划装置以及旅游规划方法
CN116074852B (zh) Uwb定位基站布置方法、装置、设备及存储介质
CN116321193B (zh) 信号覆盖定量评估方法、装置、设备及存储介质
Ganesan et al. Chaotic simulator for bilevel optimization of virtual machine placements in cloud computing
Rachel et al. Probabilistic Framework for the Positioning Of a Vehicle in a Combined Indoor-Outdoor Scenario
CN115291166B (zh) 井下高精度定位方法、装置、设备及存储介质
CN107169045A (zh) 一种基于时域特征的查询词自动补全方法与装置
CN110441751A (zh) 双雷达探测方法、装置、可读存储介质及终端设备
CN115098802A (zh) 自移动设备的部署方法、装置、电子设备及存储介质
CN105551310A (zh) 一种基于地形数据库的前视预警快速寻址法
CN115880685A (zh) 一种基于votenet模型的三维目标检测方法和系统
CN104462860A (zh) 定位数据的处理方法及处理装置
CN112904437B (zh) 基于隐私保护的隐藏组件的检测方法及隐藏组件检测装置
CN113807575A (zh) 停车需求预测方法、装置、可读存储介质及电子设备
CN115081254B (zh) 全球波浪数学模型分区块高效率定方法及装置
CN112188388A (zh) 一种基于机器学习的混合室内定位方法
KR102503749B1 (ko) 세대수와 입주자수 데이터를 처리하여 면적이 자동으로 할당되는 공공주택 재활용센터 도면설계 방법
CN117528422B (zh) 室内环境的无线网络覆盖优化方法、装置及网络设备
CN114564549B (zh) 区域的热力图的生成方法、装置、设备及存储介质

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
CP03 Change of name, title or address

Address after: 410205 10th floor, C1 building, Lugu enterprise Plaza, 27 Wenxuan Road, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province

Patentee after: Changsha Dimai Technology Co.,Ltd.

Address before: 410205 10th floor, C1 building, Lugu enterprise Plaza, 27 Wenxuan Road, Yuelu District, Changsha City, Hunan Province

Patentee before: CHANGSHA DIGITAL MINE CO.,LTD.

CP03 Change of name, title or address