專利名稱：一種多維定位方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線通信應(yīng)用領(lǐng)域，特別涉及一種多維定位方法和裝置。
背景技術(shù)：
隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的不斷擴(kuò)大和深入，位置感知計(jì)算(Location-aware Computing) ,LBS(Location-based Services，基于位置的服務(wù))顯得越來越重要，離開位置信息，感知數(shù)據(jù)也失去了應(yīng)用價(jià)值。由于RSSI (Received signal strength index，接收信號(hào)強(qiáng)度指示)無需額外的硬件裝置，成本低，能滿足大規(guī)模應(yīng)用要求，目前，室內(nèi)定位大多采用基于RSSI的定位方式。在現(xiàn)有技術(shù)中，基于RSSI的定位方式主要通過測(cè)距的方法實(shí)現(xiàn)，根據(jù)需要通過物理手段直接測(cè)量節(jié)點(diǎn)間的距離，以判斷定位目標(biāo)的位置。在對(duì)節(jié)點(diǎn)間的距離測(cè)量時(shí)，需要獲取目標(biāo)的接收發(fā)射信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度。定位目標(biāo)根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度，計(jì)算信號(hào)在傳播過程中的損耗，使用理論或經(jīng)驗(yàn)的信號(hào)傳播模型將傳播損耗轉(zhuǎn)化為距離，通過該距離計(jì)算與信號(hào)發(fā)射器的距離，達(dá)到定位的目的。但是，在發(fā)明人實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在如下問題定位環(huán)境通常相對(duì)復(fù)雜，尤其表現(xiàn)在對(duì)室內(nèi)環(huán)境進(jìn)行定位時(shí)，信號(hào)微弱，且多徑、 反射現(xiàn)象嚴(yán)重，測(cè)距過程很容易受其影響產(chǎn)生測(cè)距誤差，且由此帶來的定位誤差容易造成累積，影響定位精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中定位存在的問題，本發(fā)明提出了一種多維定位方法和裝置。 所述技術(shù)方案如下本發(fā)明實(shí)施例提出了一種多維定位方法，所述方法包括在被定位位置接收基站發(fā)送的無線信號(hào)，測(cè)量所述無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示 RSSI,并根據(jù)所述無線信號(hào)到達(dá)的時(shí)間計(jì)算得到所述無線信號(hào)的TDOA(Time Difference of Arrival，到達(dá)信號(hào)時(shí)延差)，得到所述被定位位置的RSSI和TDOA ；根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離及所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，并選擇歐式距離和最小的網(wǎng)格作為目標(biāo)網(wǎng)格；根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)格的坐標(biāo)和所述被定位位置到所述目標(biāo)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離計(jì)算得到所述被定位位置在所述目標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)的平面坐標(biāo)；其中，所述網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的 RSSI 和 TDOA。進(jìn)一步地，所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離，具體包括tools]根據(jù)公式
權(quán)利要求
1.一種多維定位方法，其特征在于，所述方法包括在被定位位置接收基站發(fā)送的無線信號(hào)，測(cè)量所述無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示 RSSI，并根據(jù)所述無線信號(hào)到達(dá)的時(shí)間計(jì)算得到所述無線信號(hào)的到達(dá)信號(hào)時(shí)延差TD0A，得到所述被定位位置的RSSI和TDOA ；根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離及所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，并選擇歐式距離和最小的網(wǎng)格作為目標(biāo)網(wǎng)格；根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)格的坐標(biāo)和所述被定位位置到所述目標(biāo)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離計(jì)算得到所述被定位位置在所述目標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)的平面坐標(biāo)；其中，所述網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的RSSI 和 TDOA。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TD0A和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離，具體包括 根據(jù)公式
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TD0A和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，具體包括 使用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫中還包括所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的高度信息；所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離之前，所述方法還包括獲取所述被定位位置的高度信息，并根據(jù)所述高度信息得到所述被定位位置所處的最相近網(wǎng)格；所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離及所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，具體包括所述根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到所述最相近網(wǎng)格的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離及所述被定位位置到所述最相近網(wǎng)格的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法還包括根據(jù)所述被定位位置的高度和平面坐標(biāo)得到所述被定位位置的三維坐標(biāo)。
6.一種多維定位裝置，其特征在于，所述裝置包括定位特征獲取模塊，用于在被定位位置接收基站發(fā)送的無線信號(hào)，測(cè)量所述無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度指示RSSI，并根據(jù)所述無線信號(hào)到達(dá)的時(shí)間計(jì)算得到所述無線信號(hào)的到達(dá)信號(hào)時(shí)延差TD0A，得到所述被定位位置的RSSI和TDOA ；第一計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離；第二計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離計(jì)算得到所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和；目標(biāo)網(wǎng)格判斷模塊，用于根據(jù)所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，選擇歐式距離和最小的網(wǎng)格作為目標(biāo)網(wǎng)格；定位模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)網(wǎng)格的坐標(biāo)和所述被定位位置到所述目標(biāo)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離計(jì)算得到所述被定位位置在所述目標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)的平面坐標(biāo)；其中，所述網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)有所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的RSSI 和 TDOA。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第一計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)第一公式計(jì)算得到所述被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離，所述第一公式具體為
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述第二計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)第二公式計(jì)算得出所述被定位位置到所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，所述第二公式具體為
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫中還包括所述預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的高度信息；所述裝置還包括相近網(wǎng)格確定模塊，用于獲取所述被定位位置的高度信息，并根據(jù)所述高度信息得到所述被定位位置所處的最相近網(wǎng)格；所述第一計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)所述被定位位置的RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到所述被定位位置到所述最相近網(wǎng)格的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離；所述第二計(jì)算模塊，具體用于根據(jù)所述被定位位置到所述相近網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離計(jì)算得到所述被定位位置到所述最相近網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括三維坐標(biāo)確定模塊，用于根據(jù)所述被定位位置的高度和平面坐標(biāo)得到所述被定位位置的三維坐標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種多維定位方法和裝置，屬于無線通信應(yīng)用領(lǐng)域。方法包括獲取被定位位置的RSSI和TDOA，并根據(jù)上述RSSI、TDOA和網(wǎng)格特征參數(shù)數(shù)據(jù)庫計(jì)算得到被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐式距離及被定位位置到預(yù)先劃分的每個(gè)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離和，并選擇歐式距離和最小的網(wǎng)格作為目標(biāo)網(wǎng)格，根據(jù)目標(biāo)網(wǎng)格的坐標(biāo)和被定位位置到目標(biāo)網(wǎng)格的四個(gè)頂點(diǎn)的歐氏距離計(jì)算得到被定位位置在目標(biāo)網(wǎng)格內(nèi)的平面坐標(biāo)。本發(fā)明融合場(chǎng)強(qiáng)和時(shí)間參數(shù)聯(lián)合作為網(wǎng)格特征參數(shù)，利用網(wǎng)格匹配算法有效地提高了定位精度，消除非視距的影響，并且使用TDOA作為定位參數(shù)，相對(duì)單純依賴RSSI作為特征參量，定位精度進(jìn)一步提高。
文檔編號(hào)G01S11/06GK102360076SQ20111020951
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者余彥培, 呂子平, 施滸立, 李合敏, 袁協(xié), 鄧中亮 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 北京首科信通科技有限責(zé)任公司