一种三维定位方法和装置制造方法及图纸

本申请实公开了一种三维定位方法和装置。本申请选取RSSI值大于一定阈值的AP点作为定位AP点，在尽可能的增加定位AP点的同时减小误差。根据选取的AP点以三个AP点为一个基位点集生成基位点集集合，并对每个基位点集查找不在基位点集确定的平面上的AP点，根据基位点集和不在基位点集平面上的AP点计算基位坐标，即采用4个不在同一平面的AP点进行坐标计算，再根据所有计算得到的基位坐标得到定位坐标。从而克服相关技术中只能获得二维平面坐标的问题，且采用获得多个基位点集来得到多个基位坐标，再通过多个基位坐标来获得定位坐标的方式，降低系统误差和运算误差，提高了三维定位的精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及无线定位
，尤其涉及一种三维定位方法和装置。
技术介绍
随着数据和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在 复杂的室内环境或工作环境，例如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、停车场、矿井等环 境中，常常需要确定移动终端或其持有者，以及设施或物品在室内的位置信息。同时，随着 WIFI芯片在各类用户智能终端，例如智能手机、平板电脑和可穿戴智能设备等中的广泛普 及，WIFI定位技术也成为当前主流和最具发展潜力的定位技术手段之一。但现阶段，利用WIFI的定位技术主要集中在二维平面定位，不能实现三维空间定 位，而三维空间定位相比二维平面定位更具有应用前景，特别是一些环境必须依靠三维定 位来满足更高的要求，例如灾后救援、矿井安全监控、场馆安保等，在这些环境下，需要更准 确地知道人员、设备或物品在空间上的具体位置，以实施及时有效的救援或安全保障，而二 维平面定位在这种情况下则显得捉襟见肘。WIFI二维平面定位通常采用三角定位法，定位终端检测到附近AP点（Wireless AccessPoint,无线访问接入点，亦称无线访问接入点）的无线信号，从中选择三个AP 点，将被定位终端接收到的三个AP点的无线信号的RSSI(ReceivedSignalStrength Indication接收的信号强度指示）值，转换为被定位对象（定位终端本身，或持定位终端的 人，或附有定位终端的设备或物品等）到三个AP点的距离，通过已知的三个AP点的位置坐 标和被定位对象到三个AP点的距离，计算得到被定位对象的位置坐标，亦即已知三点的坐 标和待测点到三点的距离，得到待测点的坐标。但由于误差的存在，例如，测量误差和RSSI 值转换为距离的误差，使得三角定位法常常无解，无法求取得到待测点的坐标，而且由于三 个点只能构成平面，因而只能得到二维平面定位坐标，无法实现三维定位。
技术实现思路
为克服相关技术中不能实现WIFI三维空间定位的问题，本申请提供一种基于 WIFI的三维定位方法和装置。根据本申请实施例的第一方面，提供一种三维定位方法，包括：选择信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点； 构建基位点集集合，所述基位点集由三个互不相同的无线访问接入点构成，所述 基位点集集合为信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点生成的基位点集的集合；计算基位坐标，对每一个基位点集，在除去所述基位点集的无线访问接入点后，在 余下的信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点中查找在所述基位点集确定的平面之 外的无线访问接入点，对在所述基位点集确定的平面之外的无线访问接入点，根据该无线 访问接入点和所述基位点集计算基位坐标； 根据计算得到的所有基位坐标，确定定位终端的定位坐标。 toon] 其中，可选的，选择信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点后，将无线访问接 入点根据其信号强度指示值按降序排列。 可选的，所述构建基位点集集合，包括： 以三个无线访问接入点为移动窗的大小，从无线访问接入点序列的第一个无线访 问接入点开始，至第n-2个无线访问接入点结束，每次向后平移一个无线访问接入点，以移 动窗中的无线访问接入点依次作为第i基位点集，其中，所述无线访问接入点序列由信号 强度指示值大于阈值的无线访问接入点排列而成，η为无线访问接入点序列中无线访问接 入点的个数，i为整数且等于1至η-2。 可选的，所述计算基位坐标，包括： 当i取值从1至η-2时，对第i个基位点集，判断无线访问接入点序列中第i+3个 至第η个无线访问接入点是否在第i个基位点集确定的平面内； 当第i+3个至第η个无线访问接入点中第k个无线访问接入点在第i个基位点集 确定的平面之外时，根据第i个基位点集以及第k个无线访问接入点计算定位终端的基位 坐标， 其中，k为整数，且在i+3和η确定的闭区间之内。 可选的，所述三维定位方法，在选择信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点 之前，还包括： 布设无线访问接入点，使定位终端在任一个位置检测到的无线访问接入点的个数 大于4个，且存在至少一个无线访问接入点在其他无线访问接入点确定的平面之外。 可选的，所述根据计算得到的所有基位坐标确定定位终端的定位坐标，包括： 在所有基位坐标中去除粗差； 根据去除粗差后的基位坐标确定定位终端的定位坐标。 根据本申请实施例的第二方面，提供一种三维定位装置，包括： 选择单元，用于选择信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点； 基位点集集合构建单元，用于根据无线访问接入点生成基位点集集合，所述基位 点集由三个互不相同的无线访问接入点构成，所述基位点集集合为信号强度指示值大于阈 值的无线访问接入点生成的基位点集的集合； 基位坐标计算单元，用于对每一个基位点集，在除去所述基位点集的无线访问接 入点后，在余下的信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点中查找在所述基位点集确定 的平面之外的无线访问接入点，对在所述基位点集确定的平面之外的无线访问接入点，根 据该无线访问接入点和所述基位点集计算基位坐标； 定位坐标计算单元，用于根据计算得到的所有基位坐标，计算定位终端的定位坐 标。 可选的，所述基位点集集合构建单元，包括： 移动窗平移单元，用于以三个无线访问接入点为移动窗的大小，从无线访问接入 点序列的第一个无线访问接入点开始，至第η-2个无线访问接入点结束，每次向后平移一 个无线访问接入点； 基位点集生成单元，用于将移动窗中的无线访问接入点依次作为第i基位点集， 其中，所述无线访问接入点序列由信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点排列而成，η 为无线访问接入点序列中的无线访问接入点个数，i为整数且等于1至n-2 ; 可选的，所述基位坐标计算单元，包括： 平面判断单元，用于对第i个基位点集，判断无线访问接入点序列中第i+3个至第 η个无线访问接入点是否在第i个基位点集确定的平面内； 计算单元，用于当第i+3个至第η个无线访问接入点中第k个无线访问接入点在 第i个基位点集确定的平面之外时，根据第i个基位点集以及第k个无线访问接入点计算 定位终端的基位坐标； 基位坐标存储单元，用于存储所有基位坐标， 其中，k为整数，且在i+3和η确定的闭区间之内，i为整数且等于1至n-2。 可选的，所述定位坐标计算单元，包括： 粗差去除单元，用于在所有基位坐标中去除粗差； 基位坐标处理单元，用于根据去除粗差后的基位坐标计算定位终端的定位坐标。 本申请实施例提供的技术方案可以包括如下有益效果：选取RSSI值大于一定阈 值的AP点作为定位AP点，因为距离过大信号衰减过多的信号计算误差大，因此忽略掉这 些点，在尽可能的增加定位AP点的同时减小误差，以获得更高的计算精度。根据选取的AP 点以三个AP点为一个基位点集生成基位点集集合，并对每个基位点集查找不在基位点集 确定的平面上的AP点，根据基位点集和不在基位点集平面上的AP点计算基位坐标，即采用 4个不在同一平面的AP点计算基位坐标，在根据所有计算得到的基位坐标得到定位坐标。 所得到的定位坐标为三维立体空间坐标，从而克服相关技术中只能获得二维平面坐标的问 题，且采用获得多个基位点集来得到多个基位坐标，再通过多个基位坐标来获得定位坐标 的方式，降低系统误差和运算误差，提高三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维定位方法，其特征在于，包括：选择信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点；构建基位点集集合，所述基位点集由三个互不相同的无线访问接入点构成，所述基位点集集合为信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点生成的基位点集的集合；计算基位坐标，对每一个基位点集，在除去所述基位点集的无线访问接入点后，在余下的信号强度指示值大于阈值的无线访问接入点中查找在所述基位点集确定的平面之外的无线访问接入点，对在所述基位点集确定的平面之外的无线访问接入点，根据该无线访问接入点和所述基位点集计算基位坐标；根据计算得到的所有基位坐标，确定定位终端的定位坐标。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵起明，刘兆生，孙坤元，
申请(专利权)人：奇点新源国际技术开发北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11