CN117042122B - 一种基于信号定位的位置纠偏方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于信号定位的位置纠偏方法及系统,涉及室内定位技术领域,该方法包括:获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;确定目标定位对象;连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置,解决了现有技术中存在由于对蓝牙信标的铺设不合理,且对定位模型的分析流程不够,进而导致定位结果精度不高的技术问题,实现对定位结果的修正,达到提升定位精度的技术效果。
Description
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域,具体涉及一种基于信号定位的位置纠偏方法及系统。
背景技术
蓝牙信标室内定位技术是一种目前被广泛采用的室内定位技术。通过在室内放置蓝牙信标,手机等终端设备可以接收到信标发出的信号,从而实现室内定位。然而,蓝牙信标室内定位技术仍然存在一些问题,如定位精度不高、信号干扰等问题。
综上,现有技术中存在由于对蓝牙信标的铺设不合理,且对定位模型的分析流程不够,进而导致定位结果精度不高的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种基于信号定位的位置纠偏方法及系统,用以解决现有技术中存在由于对蓝牙信标的铺设不合理,且对定位模型的分析流程不够,进而导致定位结果精度不高的技术问题。
根据本发明的第一方面,提供了一种基于信号定位的位置纠偏方法,包括:按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置。
根据本发明的第二方面,提供了一种基于信号定位的位置纠偏系统,包括:蓝牙信标铺设模块,所述蓝牙信标铺设模块用于按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;定位对象确定模块,所述定位对象确定模块用于确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;信号接收模块,所述信号接收模块用于连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;粗位置获取模块,所述粗位置获取模块用于根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;纠偏位置获取模块,所述纠偏位置获取模块用于对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置。
根据本发明提供的一个或多个技术方案,可达到的有益效果如下:
1.按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息,确定目标定位对象,目标定位对象配备目标终端设备,目标终端设备用于接收蓝牙信标发射出的蓝牙信号,连接目标终端设备,接收目标蓝牙信号,目标蓝牙信号具备信号强度标识,根据信号强度标识,结合信标铺设位置信息、蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置,对衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置,达到提升定位精度的技术效果。
2.获取目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段,根据目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,获取信号干扰频率阈值,获取目标空间内的除目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置,根据信号干扰频率阈值对干扰信号发射装置进行信号频率调整,达到降低其他无线电磁波信号对蓝牙信号的干扰,从而提升位置纠偏结果准确性的技术效果。
3.根据M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标,对目标定位对象配置惯性传感器,根据惯性传感器采集获取惯性传感数据,并根据惯性传感数据计算获取第一PDR定位结果,根据第一PDR定位结果、第一实时蓝牙信号、第一蓝牙信标计算第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率,对第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果确定第一最优信号,根据第一最优信号,获取M个最优信号,由此实现对M个最优信号的筛选分析,便于后续进行位置纠偏时,达到提升定位精度的技术效果。
应当理解,本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征,也不用于限制本发明的范围。本发明的其他特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是示例性的,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,还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种基于信号定位的位置纠偏方法的流程示意图;
图2为本发明一种基于信号定位的位置纠偏方法中获取目标纠偏位置的流程示意图;
图3为本发明一种基于信号定位的位置纠偏方法中对干扰信号发射装置进行信号频率调整的流程示意图;
图4为本发明实施例提供的一种基于信号定位的位置纠偏系统的结构示意图。
附图标记说明:蓝牙信标铺设模块11,定位对象确定模块12,信号接收模块13,粗位置获取模块14,纠偏位置获取模块15。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的示范性实施例作出说明,其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解,应当将它们认为仅仅是示范性的。因此,本领域普通技术人员应当认识到,可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改,而不会背离本发明的范围和精神。同样,为了清楚和简明,以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
实施例一
图1为本发明实施例提供的一种基于信号定位的位置纠偏方法图,所述方法包括:
步骤S100:按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;
其中,本发明实施例步骤S100还包括:
步骤S110:获取所述目标蓝牙信标的目标型号信息;
步骤S120:根据所述目标型号信息确定蓝牙接收范围;
步骤S130:采集获取所述目标空间内的障碍物位置信息;
步骤S140:根据所述目标空间的空间尺寸、所述蓝牙接收范围、所述障碍物位置信息,确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案,所述预定铺设方案包括多个铺设点位。
其中,本发明实施例步骤S140还包括:
步骤S141:基于所述障碍物位置信息对所述目标空间进行障碍物分布密度分析,获取目标障碍物分布密度;
步骤S142:根据所述目标障碍物分布密度获取所述目标蓝牙信标的目标铺设密度分布信息;
步骤S143:根据所述蓝牙接收范围确定垂直距离阈值和水平距离阈值;
步骤S144:以所述空间尺寸、所述目标铺设密度分布信息、所述垂直距离阈值、所述水平距离阈值作为约束条件,进行所述目标蓝牙信标的铺设位置分析,获取所述多个铺设点位。
具体而言,目标空间是指待进行信号定位分析的室内空间,具体需要根据实际情况确定,目标蓝牙信标是指需要铺设在目标空间内的可以发射出蓝牙信号的设备,具体可结合实际情况进行蓝牙信标的选择,在此不对目标蓝牙信标的型号进行限制,信标铺设位置信息可由预定铺设方案直接提取,蓝牙地址信息是指目标蓝牙信标的MAC地址,每一个目标蓝牙信标都有其唯一的MAC地址。
具体地,获取预定铺设方案的过程如下:首先可根据目标蓝牙信标的使用手册直接提取所述目标蓝牙信标的目标型号信息,进而根据所述目标型号信息确定蓝牙接收范围,此处的蓝牙接收范围是指在没有障碍物的阻挡下,目标蓝牙信标发出的蓝牙信号可以被接收的距离范围,不同型号的蓝牙信标对应的蓝牙接收范围不同,具体可基于现有技术获取多种不同型号的蓝牙信标对应的信号接收范围,组建信号接收数据库,进而根据本实施例中的目标型号信息匹配获取对应的信号接收范围作为蓝牙接收范围。进一步采集获取所述目标空间内的障碍物位置信息,障碍物包括墙壁、家具等障碍物,具体来说,可在进行室内定位之前,先对障碍物的位置进行获取,具体可由本领域技术人员根据实际情况直接获取,可按照目标空间的尺寸绘制平面地图,并将障碍物的位置标记在平面地图中,得到障碍物位置信息。进而根据所述目标空间的空间尺寸、所述蓝牙接收范围、所述障碍物位置信息,确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案,所述预定铺设方案包括多个铺设点位,每个铺设点位用于铺设目标蓝牙信标。由此实现对蓝牙信标的合理化铺设,保证蓝牙信标可以覆盖整个目标空间,进而保证信号定位的准确性,防止出现无法接收蓝牙信号的情况。
具体地,根据所述目标空间的空间尺寸、所述蓝牙接收范围、所述障碍物位置信息,确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案的过程如下:基于所述障碍物位置信息对所述目标空间进行障碍物分布密度分析,获取目标障碍物分布密度,具体来说,目标障碍物分布密度是指目标空间的单位空间内的障碍物分布数量,因为不同位置的障碍物分布数量不同,因此,首先需要对目标空间进行划分,划分出多个子空间,子空间的尺寸可由本领域技术人员根据实际情况自行设定,然后根据所述障碍物位置信息确定每个子空间内的障碍物的数量,以此作为目标障碍物分布密度,当然,也可以采集障碍物的尺寸,利用子空间内的障碍物的总面积表示目标障碍物分布密度。进一步根据所述目标障碍物分布密度获取所述目标蓝牙信标的目标铺设密度分布信息,就是说,目标障碍物分布密度越高的空间内,需要铺设的蓝牙信标的数量越多。根据所述蓝牙接收范围确定垂直距离阈值和水平距离阈值,垂直距离阈值是指蓝牙信标的铺设高度范围,水平距离阈值是指相邻的两个蓝牙信标之间的水平距离范围,就是说,蓝牙信标铺设高度过高,会导致地面上的用户接收不到蓝牙信号,具体需要根以所述蓝牙接收范围作为约束条件,保证垂直距离阈值和水平距离阈值均在所述蓝牙接收范围以内,优选地,垂直距离阈值可设为蓝牙接收范围的二分之一,水平距离阈值可设为蓝牙接收范围的三分之二。进而以所述空间尺寸、所述目标铺设密度分布信息、所述垂直距离阈值、所述水平距离阈值作为约束条件,简单来说,就是保证目标空间内铺设的目标蓝牙信标在垂直方向上与地面的距离、在水平方向上两个相邻目标蓝牙信标之间的距离均符合垂直距离阈值和水平距离阈值,具体来说,可首先按照水平距离阈值和空间尺寸确定目标蓝牙信标在水平方向上的铺设位置,进而根据目标铺设密度分布信息,在目标铺设密度较高的区域内的两个相邻目标蓝牙设备之间插入预定数量的蓝牙信标,预定数量可根据目标铺设密度分布信息自行确定,铺设密度越高的区域插入的数量越多,然后结合垂直距离阈值即可得到所述多个铺设点位。
步骤S200:确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;
具体而言,目标定位对象即为待进行定位的对象,可以是人、移动的物体等,所述目标定位对象配备目标终端设备,目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号,比如智能手机。
步骤S300:连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;
具体而言,连接所述目标终端设备,此处的连接方式为无线连接,比如WiFi,通过连接目标终端设备,即可接收到由目标定为对象附近的目标蓝牙信标所发射出的蓝牙信号,即为目标蓝牙信号,接收到的目标蓝牙信号具有信号强度,读取其信号强度进行标识。
步骤S400:根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;
其中,本发明实施例步骤S400还包括:
步骤S410:根据所述信号强度标识,按照由高到低的顺序,对所述目标蓝牙信号进行序列化处理,获取信号序列;
步骤S420:根据所述信号序列,提取预设数量个第一蓝牙信号;
步骤S430:利用所述衰落模型,根据所述第一蓝牙信号、所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息计算获取所述目标粗位置;
步骤S440:其中,所述衰落模型为对数-常态分布模型,所述对数-常态分布模型用于表示信号强度与传播距离之间的关系。
具体而言,根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置,所述蓝牙地址信息是任意一个目标蓝牙信标的MAC地址,通过接收到的目标蓝牙信号可以直接读取该目标蓝牙信号的MAC地址,进而根据目标蓝牙信号的MAC地址在所述蓝牙地址信息中进行匹配,信标铺设位置信息和所述蓝牙地址信息具有一一对应关系,根据一一对应关系和所述信标铺设位置信息,即可确定所述目标蓝牙信号对应的铺设位置,根据铺设位置和信号强度标识通过衰落模型计算获取目标粗位置,具体过程如下:
根据所述信号强度标识,按照由高到低的顺序,对所述目标蓝牙信号进行序列化处理,简单来说,即使按照信号强度由大到小的顺序进行排列,排列结果即为信号序列,根据所述信号序列,提取预设数量个第一蓝牙信号,预设数量一般大于等于3。进而利用所述衰落模型,根据所述第一蓝牙信号、所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息计算获取所述目标粗位置,其中,所述衰落模型为对数-常态分布模型,所述对数-常态分布模型用于表示信号强度与传播距离之间的关系。所述对数-常态分布模型即衰落模型如下:
其中,Pr(d)、RSSI为第一蓝牙信号的信号强度,d0为参考距离,Pr(d0)为参考距离处的接收功率(信号强度),xo为均值为0的高斯分布随机变量,通常为方便起见,参考距离d0取为1m,n为信号渐变因子,则衰落模型进一步简化为:
RSSI=A-10·n·lg(d);
其中d为目标定位对象的实时位置与第一蓝牙信号对应的第一蓝牙信标之间的距离,单位为m,第一蓝牙信标是指发射出第一蓝牙信号的目标蓝牙信标;A为参考距离1m处的接收信号的信号强度值,即RSSI值,n为信号渐变因子,n和A可以基于现有技术对目标蓝牙信标进行测试得到.
当获取到多个目标蓝牙信号时,取信号强度最高的预设数量个第一蓝牙信号,根据通用衰落模型计算出到相应蓝牙信标的距离,可以利用多点定位最小二乘算法得出粗位置,多点定位最小二乘算法需要来自最少3个蓝牙信标发射出的蓝牙信号进行计算,因此,预设数量需要大于等于3,优选地,预设数量为4。
示例性地,根据所述信号序列,提取前4个目标蓝牙信号作为4个第一蓝牙信号,假设4个第一蓝牙信号到对应的目标蓝牙信标的距离为d1,d2,d3,d4,4个目标蓝牙信标的相应位置表示为:
R1=(x1,y1,z1),R2=(x2,y2,z2),R3=(x3,y3,z3),R4=(x4,y4,z4).;
待求目标定位对象的位置为:RU=(xU,yU,zU).;
则根据距离方程,有:
将距离方程中前三行减去第四行,可得到线性化的方程:AP=b;
其中,
利用最小二乘法解上述方程,得:
P=(ATA)-1ATb;P即为所述目标粗位置。
由此实现对目标定位对象的粗位置估计,对于定位精度要求不高的应用,可利用目标粗位置作为定位结果。
步骤S500:对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置。
其中,如图2所示,本发明实施例步骤S500还包括:
步骤S510:根据所述目标终端设备,连续采集获取M组实时蓝牙信号,任一组实时蓝牙信号均包括根据多个目标蓝牙信标获取的实时蓝牙信号,且,每一组实时蓝牙信号所包含的信号数量可不同;
步骤S520:设置预定更新规则;
步骤S530:当M组实时蓝牙信号满足所述预定更新规则时,根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,获取所述目标纠偏位置。
其中,本发明实施例步骤S530还包括:
步骤S531:根据所述M组实时蓝牙信号,获取M个最优信号,并根据所述信标铺设位置信息和蓝牙地址信息获取所述M个最优信号对应的M个铺设位置,且,M为大于1的整数;
步骤S532:根据所述M个铺设位置和所述M个最优信号,利用线性回归对所述衰落模型进行更新校正;
步骤S533:根据更新校正后的衰落模型,利用最小二乘法计算获取所述目标纠偏位置。
其中,本发明实施例步骤S531还包括:
步骤S5311:根据所述M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标;
步骤S5312:对所述目标定位对象配置惯性传感器;
步骤S5313:根据所述惯性传感器采集获取惯性传感数据,并根据所述惯性传感数据计算获取第一PDR定位结果;
步骤S5314:根据所述第一PDR定位结果、所述第一实时蓝牙信号、所述第一蓝牙信标计算所述第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率;
步骤S5315:对所述第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果确定第一最优信号;
步骤S5316:根据所述第一最优信号,获取所述M个最优信号。
具体而言,获取到的目标粗位置的定位精度并不是特别高,因此,可通过多次迭代更新所述衰落模型,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置,目标纠偏位置即为定位精度更高的定位结果,具体过程如下:
根据所述目标终端设备,连续采集获取M组实时蓝牙信号,任一组实时蓝牙信号均包括根据多个目标蓝牙信标获取的实时蓝牙信号,且,每一组实时蓝牙信号所包含的信号数量可不同,其中,M为大于1的整数,设置预定更新规则,简单来说,在采集到一定组数的实时蓝牙信号后,需要根据采集到的M组实时蓝牙信号对衰落模型进行更新,预定更新规则是指对M的限定数量,即当M达到限定数量时,即可对衰落模型进行更新,优选地,限定数量可设为10,当M组实时蓝牙信号满足所述预定更新规则,即当M等于10时,根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,获取所述目标纠偏位置。
其中,根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,获取所述目标纠偏位置的过程如下:
首先根据所述M组实时蓝牙信号,获取M个最优信号,具体过程如下:根据所述M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,第一实时蓝牙信号泛指M组实时蓝牙信号中的任意一组蓝牙信号中的任意一个蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标,第一蓝牙信标即为与第一实时蓝牙信号对应的目标蓝牙信标。对所述目标定位对象配置惯性传感器(比如加速度计、陀螺仪、磁力计等),根据所述惯性传感器采集获取惯性传感数据,惯性传感数据包括加速等数据,根据所述惯性传感数据基于现有技术即可计算获取第一PDR定位结果,PDR定位就是行人航位推算,通过惯性传感数据进行行人航位推算是本领域技术人员常用技术手段,故在此不进行展开,获取到第一PDR定位结果后,即可根据所述第一PDR定位结果、所述第一实时蓝牙信号、所述第一蓝牙信标计算所述第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率,计算公式如下:qi=αi/βi,其中,qi是第一纠偏概率,αi是第一实时蓝牙信号对应的第一蓝牙信标与第一PDR定位结果之间的距离,βi是第一实时蓝牙信号的信号强度。
进一步对所述第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果,选择第一纠偏概率最大的第一实时蓝牙信号作为第一最优信号,同理,利用相同的方法,计算获取其他M-1组实时蓝牙信号对应的M-1个最优信号,与所述第一最优信号共同组成所述M个最优信号。由此实现对M个最优信号的筛选分析,便于后续进行位置纠偏时,达到提升定位精度的技术效果。
进一步地,根据所述信标铺设位置信息和蓝牙地址信息获取所述M个最优信号对应的M个铺设位置,且,M为大于1的整数,根据所述M个铺设位置和所述M个最优信号,获取目标修正量,基于所述目标修正量,利用线性回归对所述衰落模型进行更新校正,将更新校正的衰落模型表示为:
RSSI=(A+α)-10·(n+β)·lg(d);
其中,α和β分别为这组数据对A和n的修正量,即为目标修正量,简单来说,就是利用所述M个最优信号,通过步骤S400中的原始的衰落模型对定位结果进行更新,即可得到上述的更新校正的衰落模型,根据更新校正后的衰落模型,利用最小二乘法计算获取所述目标纠偏位置,最小二乘法在步骤S400中进行了解释,在此不再赘述。由此达到提升定位精度的技术效果。
其中,如图3所示,本发明实施例还包括:
步骤S610:获取所述目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段;
步骤S620:根据所述目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,获取信号干扰频率阈值;
步骤S630:获取所述目标空间内的除所述目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置;
步骤S640:根据所述信号干扰频率阈值对所述干扰信号发射装置进行信号频率调整。
具体而言,获取所述目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段,目标蓝牙信号频段是指所述目标蓝牙信标发射出的蓝牙信号的频率范围,可根据所述目标蓝牙信标的受用手册直接获取并上传,也可通过实际测试获取并上传,对此不做限制。根据所述目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,简单来说,就是分析确定会干扰到目标蓝牙信号频段内的蓝牙信号的其他电磁波信号频率,蓝牙信号的频率一般为蓝牙技术使用的频率为2.4GHz,就可在目标蓝牙信号频段的基础上进行适应性调整后作为信号干扰频率阈值,比如以2至4GHz作为信号干扰频率阈值,获取所述目标空间内的除所述目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置,比如路由器、用电设备等,根据所述信号干扰频率阈值对所述干扰信号发射装置进行信号频率调整,需要说明的是路由器的信号频率可根据信号干扰频率阈值,将其调整至信号干扰频率阈值以外的频率,对于其他难以调整无线电磁波频率的用电器,可直接对其进行断电处理,由此达到降低其他无线电磁波信号对蓝牙信号的干扰,从而提升位置纠偏结果准确性的技术效果。
基于上述分析可知,本发明提供的一个或多个技术方案,可达到的有益效果如下:
1.按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息,确定目标定位对象,目标定位对象配备目标终端设备,目标终端设备用于接收蓝牙信标发射出的蓝牙信号,连接目标终端设备,接收目标蓝牙信号,目标蓝牙信号具备信号强度标识,根据信号强度标识,结合信标铺设位置信息、蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置,对衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置,达到提升定位精度的技术效果。
2.获取目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段,根据目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,获取信号干扰频率阈值,获取目标空间内的除目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置,根据信号干扰频率阈值对干扰信号发射装置进行信号频率调整,达到降低其他无线电磁波信号对蓝牙信号的干扰,从而提升位置纠偏结果准确性的技术效果。
3.根据M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标,对目标定位对象配置惯性传感器,根据惯性传感器采集获取惯性传感数据,并根据惯性传感数据计算获取第一PDR定位结果,根据第一PDR定位结果、第一实时蓝牙信号、第一蓝牙信标计算第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率,对第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果确定第一最优信号,根据第一最优信号,获取M个最优信号,由此实现对M个最优信号的筛选分析,便于后续进行位置纠偏时,达到提升定位精度的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种基于信号定位的位置纠偏方法同样的发明构思,如图4所示,本发明还提供了一种基于信号定位的位置纠偏系统,所述系统包括:
蓝牙信标铺设模块11,所述蓝牙信标铺设模块11用于按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;
定位对象确定模块12,所述定位对象确定模块12用于确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;
信号接收模块13,所述信号接收模块13用于连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;
粗位置获取模块14,所述粗位置获取模块14用于根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;
纠偏位置获取模块15,所述纠偏位置获取模块15用于对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置。
进一步而言,所述蓝牙信标铺设模块11还用于:
获取所述目标蓝牙信标的目标型号信息;
根据所述目标型号信息确定蓝牙接收范围;
采集获取所述目标空间内的障碍物位置信息;
根据所述目标空间的空间尺寸、所述蓝牙接收范围、所述障碍物位置信息,确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案,所述预定铺设方案包括多个铺设点位。
进一步而言,所述蓝牙信标铺设模块11还用于:
基于所述障碍物位置信息对所述目标空间进行障碍物分布密度分析,获取目标障碍物分布密度;
根据所述目标障碍物分布密度获取所述目标蓝牙信标的目标铺设密度分布信息;
根据所述蓝牙接收范围确定垂直距离阈值和水平距离阈值;
以所述空间尺寸、所述目标铺设密度分布信息、所述垂直距离阈值、所述水平距离阈值作为约束条件,进行所述目标蓝牙信标的铺设位置分析,获取所述多个铺设点位。
进一步而言,所述系统还包括干扰信号调整模块,所述干扰信号调整模块用于:
获取所述目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段;
根据所述目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,获取信号干扰频率阈值;
获取所述目标空间内的除所述目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置;
根据所述信号干扰频率阈值对所述干扰信号发射装置进行信号频率调整。
进一步而言,所述粗位置获取模块14还用于:
根据所述信号强度标识,按照由高到低的顺序,对所述目标蓝牙信号进行序列化处理,获取信号序列;
根据所述信号序列,提取预设数量个第一蓝牙信号;
利用所述衰落模型,根据所述第一蓝牙信号、所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息计算获取所述目标粗位置;
其中,所述衰落模型为对数-常态分布模型,所述对数-常态分布模型用于表示信号强度与传播距离之间的关系。
进一步而言,所述纠偏位置获取模块15还用于:
根据所述目标终端设备,连续采集获取M组实时蓝牙信号,任一组实时蓝牙信号均包括根据多个目标蓝牙信标获取的实时蓝牙信号,且,每一组实时蓝牙信号所包含的信号数量可不同;
设置预定更新规则;
当M组实时蓝牙信号满足所述预定更新规则时,根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,获取所述目标纠偏位置。
进一步而言,所述纠偏位置获取模块15还用于:
根据所述M组实时蓝牙信号,获取M个最优信号,并根据所述信标铺设位置信息和蓝牙地址信息获取所述M个最优信号对应的M个铺设位置,且,M为大于1的整数;
根据所述M个铺设位置和所述M个最优信号,利用线性回归对所述衰落模型进行更新校正;
根据更新校正后的衰落模型,利用最小二乘法计算获取所述目标纠偏位置。
进一步而言,所述纠偏位置获取模块15还用于:
根据所述M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标;
对所述目标定位对象配置惯性传感器;
根据所述惯性传感器采集获取惯性传感数据,并根据所述惯性传感数据计算获取第一PDR定位结果;
根据所述第一PDR定位结果、所述第一实时蓝牙信号、所述第一蓝牙信标计算所述第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率;
对所述第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果确定第一最优信号;
根据所述第一最优信号,获取所述M个最优信号。
前述实施例一中的一种基于信号定位的位置纠偏方法具体实例同样适用于本实施例的一种基于信号定位的位置纠偏系统,通过前述对一种基于信号定位的位置纠偏方法的详细描述,本领域技术人员可以清楚地知道本实施例中一种基于信号定位的位置纠偏系统,所以为了说明书的简洁,在此不再详述。
应该理解,可以使用上面所示的各种形式的流程,重新排序、增加或删除步骤。例如,本发明中记载的各步骤可以并行地执行,也可以顺序地执行,也可以不同的次序执行,只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果,本文在此不进行限制。
上述具体实施方式,并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,根据设计要求和其他因素,可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所做的修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,所述方法包括:
按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;
确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;
连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;
根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;
对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置;
其中,所述按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设之前,包括:
获取所述目标蓝牙信标的目标型号信息;
根据所述目标型号信息确定蓝牙接收范围;
采集获取所述目标空间内的障碍物位置信息;
根据所述目标空间的空间尺寸、所述蓝牙接收范围、所述障碍物位置信息,确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案,所述预定铺设方案包括多个铺设点位;
所述确定所述目标蓝牙信标的所述预定铺设方案,包括:
基于所述障碍物位置信息对所述目标空间进行障碍物分布密度分析,获取目标障碍物分布密度;
根据所述目标障碍物分布密度获取所述目标蓝牙信标的目标铺设密度分布信息;
根据所述蓝牙接收范围确定垂直距离阈值和水平距离阈值;
以所述空间尺寸、所述目标铺设密度分布信息、所述垂直距离阈值、所述水平距离阈值作为约束条件,进行所述目标蓝牙信标的铺设位置分析,获取所述多个铺设点位。
2.如权利要求1所述一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,还包括:
获取所述目标蓝牙信标的目标蓝牙信号频段;
根据所述目标蓝牙信号频段进行信号频率干扰分析,获取信号干扰频率阈值;
获取所述目标空间内的除所述目标蓝牙信标以外的可以发出无线电磁波的干扰信号发射装置;
根据所述信号干扰频率阈值对所述干扰信号发射装置进行信号频率调整。
3.如权利要求1所述一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,所述根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置,包括:
根据所述信号强度标识,按照由高到低的顺序,对所述目标蓝牙信号进行序列化处理,获取信号序列;
根据所述信号序列,提取预设数量个第一蓝牙信号;
利用所述衰落模型,根据所述第一蓝牙信号、所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息计算获取所述目标粗位置;
其中,所述衰落模型为对数-常态分布模型,所述对数-常态分布模型用于表示信号强度与传播距离之间的关系。
4.如权利要求3所述一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,所述对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置,包括:
根据所述目标终端设备,连续采集获取M组实时蓝牙信号,任一组实时蓝牙信号均包括根据多个目标蓝牙信标获取的实时蓝牙信号,且,每一组实时蓝牙信号所包含的信号数量可不同;
设置预定更新规则;
当M组实时蓝牙信号满足所述预定更新规则时,根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,获取所述目标纠偏位置。
5.如权利要求4所述一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,所述根据所述M组实时蓝牙信号对所述衰落模型进行更新,包括:
根据所述M组实时蓝牙信号,获取M个最优信号,并根据所述信标铺设位置信息和蓝牙地址信息获取所述M个最优信号对应的M个铺设位置,且,M为大于1的整数;
根据所述M个铺设位置和所述M个最优信号,利用线性回归对所述衰落模型进行更新校正;
根据更新校正后的衰落模型,利用最小二乘法计算获取所述目标纠偏位置。
6.如权利要求5所述一种基于信号定位的位置纠偏方法,其特征在于,所述根据所述M组实时蓝牙信号,获取M个最优信号,包括:
根据所述M组实时蓝牙信号,提取第一实时蓝牙信号,并获取第一蓝牙信标;
对所述目标定位对象配置惯性传感器;
根据所述惯性传感器采集获取惯性传感数据,并根据所述惯性传感数据计算获取第一PDR定位结果;
根据所述第一PDR定位结果、所述第一实时蓝牙信号、所述第一蓝牙信标计算所述第一实时蓝牙信号的第一纠偏概率;
对所述第一纠偏概率进行比较分析,根据分析结果确定第一最优信号;
根据所述第一最优信号,获取所述M个最优信号。
7.一种基于信号定位的位置纠偏系统,其特征在于,用于执行权利要求1至6所述的一种基于信号定位的位置纠偏方法中任意一项方法的步骤,所述系统包括:
蓝牙信标铺设模块,所述蓝牙信标铺设模块用于按照预定铺设方案在目标空间内进行目标蓝牙信标的铺设,获取信标铺设位置信息和蓝牙地址信息;
定位对象确定模块,所述定位对象确定模块用于确定目标定位对象,所述目标定位对象配备目标终端设备,所述目标终端设备用于接收所述蓝牙信标发射出的蓝牙信号;
信号接收模块,所述信号接收模块用于连接所述目标终端设备,接收目标蓝牙信号,所述目标蓝牙信号具备信号强度标识;
粗位置获取模块,所述粗位置获取模块用于根据所述信号强度标识,结合所述信标铺设位置信息、所述蓝牙地址信息,通过衰落模型计算获取目标粗位置;
纠偏位置获取模块,所述纠偏位置获取模块用于对所述衰落模型进行更新,根据更新后的衰落模型对所述目标粗位置进行纠偏,获得目标纠偏位置。
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