一种基于定位模型的定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于定位模型的定位方法及装置，应用于包括多个节点的定位系统，方法包括：定位系统中的任一节点接收待定位点的信号强度；将待定位点的信号强度，作为定位模型的输入，利用定位模型，确定待定位点的定位位置，定位模型基于定位系统中的各节点建立，包括多层：第一层用于各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；第M层用于任一节点接收各节点的第M‑1加权信号强度值，将各节点的第M‑1加权信号强度值进行加权，得到任一节点的第M加权信号强度值；基于任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置。

【技术实现步骤摘要】
一种基于定位模型的定位方法及装置
本专利技术涉及定位领域，特别是涉及一种基于定位模型的定位方法及装置。
技术介绍
随着通信技术的发展，位置服务作为通信服务的一部分，变得越来越重要。目前一些定位方法，比如指纹定位方法，由于其不需要获知AP(AccessPoiMt，接入点)的视距位置，只依赖已有的设备即可定位，所以被广泛应用。指纹定位方法包括离线采样和在线定位两个阶段。第一阶段为离线采样阶段，在每一个RP(RefereMcePoiMt，参考点)上，收集来自每个AP的RSS(ReceivedSigMalStreMgth，接收信号强度)以及RP位置坐标，该RP位置坐标包括经度、纬度和高度。基于一个PR位置坐标对应多个AP的RSS，生成相应的指纹记录，并将该指纹记录存入指纹库中。上述指纹库通过在离线采样阶段时，在每个RP上收集每个AP的RSS所建立的。第二阶段为在线定位阶段，首先，将待定位点的接收信号强度，与指纹库中的AP的RSS进行匹配，查找到该指纹库中与待定位点的接收信号强度相似度最大的AP的RSS，作为最相似AP的RSS；然后，在指纹库中，找到与最相似AP的RSS，对应的RP的位置坐标；最后，将与最相似AP的RSS，对应的RP的位置坐标，作为待定位点的坐标。这种方式实现了对待定位点进行定位，然而本申请专利技术人在实现本专利技术的过程中，会存在如下问题：现有技术的定位方法中，需要先进行离线采样阶段，生成指纹库，然后再进行在线定位阶段，利用待定位点的接收信号强度与指纹库中的所有AP的RSS进行比对，以完成定位。这样在完成待定位点的定位时，需要AP和PR等多个不同已有设备先进行配合，采集多方面的数据，比如所有AP的RSS及所有PR位置坐标，影响定位的效率。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种基于定位模型的定位方法及装置，解决现有技术定位方法需要AP和PR等多个不同已有设备先进行配合，采集多方面的数据，影响定位的效率的问题。具体技术方案如下：第一方面，本专利技术实施提供了一种基于定位模型的定位方法，应用于包括多个节点的定位系统，所述基于定位模型的定位方法包括：定位系统中的任一节点接收待定位点的信号强度；将所述待定位点的信号强度，作为定位模型的输入，利用所述定位模型，确定所述待定位点的定位位置；其中，所述定位模型基于定位系统中的各节点建立，包括多层：第一层用于，各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；第M层用于，任一节点接收所述各节点的第M-1加权信号强度值，将所述各节点的第M-1加权信号强度值进行加权，得到所述任一节点的第M加权信号强度值，M为大于或等于2的自然数；基于所述任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置。进一步的，所述第一层具体用于，各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值，并将所述各节点的第1加权信号强度值进行调整，得到各节点的调整后第1加权信号强度值；第M-1层用于，各个节点接收所述各节点的调整后第M-2加权信号强度值，将所述各节点的调整后第M-2加权信号强度值进行加权，得到各个节点的第M-1加权信号强度值，并将所述各节点的第M-1加权信号强度值进行调整，得到各节点的调整后第M-1加权信号强度值；所述第M层具体用于，任一节点接收所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值，将所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值进行加权，得到任一节点的第M加权信号强度值；所述基于所述任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置，包括：采用公式进行非线性映射，得到各节点的位置；其中，为一种sigmoid函数，i为定位系统中的各节点中第几个节点，i的取值为1……n，第i＝1……n个节点分别为定位系统中的各节点，为第k轮广播之后第M层的任一节点输出的各节点的位置，该为向量，为第k轮广播之后第M-1层的第i＝1……n个节点的输出，该输出为所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值，为各节点的第M加权信号强度值，wi为第i＝1……n个节点，分别与输出各节点的位置的第M层的任一节点之间的初始第一权重，该wi为向量，γ为输出各节点的位置的第M层的任一节点的初始节点门限，该γ为向量。进一步的，所述第一层具体用于，各节点j分别接收其余节点i第k＝1轮广播的信号强度；采用公式将接收到的各个信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；，其中，i为定位系统中的各节点总数n中的第i个节点，记为节点i，i为定位系统中的各节点总数n中的第j个节点，记为节点j，节点i为除该节点j以外的其余节点，为节点j接收节点i第k＝1次广播的接收信号强度，中上标k＝1为广播第1轮，si为节点i的接收信号强度，为第k＝1轮广播每个所述节点j与节点i之间的初始第一权重；采用公式将所述第1加权信号强度值进行调整，得到调整后第1加权信号强度值；其中，为一种sigmoid函数，f(x)的取值范围为0与1之间的数值，为节点j在第k＝1轮广播之后的初始第M层门限，中上标k＝1为广播第1轮，为第k＝1轮广播之后节点j的输出，该输出为调整后第1加权信号强度值，中上标k＝1为广播第1轮。进一步的，采用如下步骤，得到所述定位模型：获取预先建立的初始定位模型，所述初始定位模型包含初始第一权重、第M-1层初始门限、第M层初始节点门限及学习率，学习率的取值范围为0与1之间的数值；将已测量的采样点的实际位置作为训练集；基于采样点的接收信号强度，利用初始定位模型计算所述采样点的位置，作为所述采样点的计算位置；计算所述计算位置与所述实际位置之间的误差；基于所述误差，训练所述初始定位模型，将训练后的初始定位模型作为所述定位模型，所述定位模型包含调整后第一权重、调整后第M-1层初始门限及调整后第M层的节点门限，所述定位模型的计算位置收敛于实际位置。进一步的，所述定位系统中的各节点形成定位圆域，并且所述各节点分布于所述定位圆域的圆域边缘上，所述待定位点处于所述定位圆域的圆域内，所述定位圆域的半径小于或等于预设半径阈值。进一步的，所述定位系统中的各节点之间以相同的间隔分布于所述定位圆域的圆域边缘上。进一步的，采用如下公式，确定预设半径阈值；其中，rth为预设半径阈值，为定义，i为定位系统中的各节点中第几个节点，i的取值为1……n，第i＝1节点为接收待定位点的信号强度的定位系统中的任一节点，记为节点1，第i＝1……n个节点分别为定位系统中的各节点，pt为定位模型的第一层的各节点的发射功率，r为所述定位圆域的半径，n为节点总数，g是服从指数分布随机变量，α为节点1分别接收到第i＝2……n个节点的接收信号强度的路径损耗，为所述定位模型的节点1分别接收到第i＝2……n个节点的接收信号强度的成功传输的概率阈值，N为噪声功率，β为节点1分别接收到第i＝2……n个节点的接收信号强度的成功传输门限，m为除第M层以外剩余的总层数，α为节点1分别接收到第i＝2……n个节点的接收信号强度的路径损耗。第二方面，本专利技术实施提供了一种基于定位模型的定位装置，应用于包括多个节点的定位系统，所述基于定位模型的定位装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于定位模型的定位方法，其特征在于，应用于包括多个节点的定位系统，所述基于定位模型的定位方法包括：定位系统中的任一节点接收待定位点的信号强度；将所述待定位点的信号强度，作为定位模型的输入，利用所述定位模型，确定所述待定位点的定位位置；其中，所述定位模型基于定位系统中的各节点建立，包括多层：第一层用于，各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；第M层用于，任一节点接收所述各节点的第M‑1加权信号强度值，将所述各节点的第M‑1加权信号强度值进行加权，得到所述任一节点的第M加权信号强度值，M为大于或等于2的自然数；基于所述任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于定位模型的定位方法，其特征在于，应用于包括多个节点的定位系统，所述基于定位模型的定位方法包括：定位系统中的任一节点接收待定位点的信号强度；将所述待定位点的信号强度，作为定位模型的输入，利用所述定位模型，确定所述待定位点的定位位置；其中，所述定位模型基于定位系统中的各节点建立，包括多层：第一层用于，各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；第M层用于，任一节点接收所述各节点的第M-1加权信号强度值，将所述各节点的第M-1加权信号强度值进行加权，得到所述任一节点的第M加权信号强度值，M为大于或等于2的自然数；基于所述任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一层具体用于，各节点分别接收其余节点广播的信号强度，将接收到的其余节点的信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值，并将所述各节点的第1加权信号强度值进行调整，得到各节点的调整后第1加权信号强度值；第M-1层用于，各个节点接收所述各节点的调整后第M-2加权信号强度值，将所述各节点的调整后第M-2加权信号强度值进行加权，得到各个节点的第M-1加权信号强度值，并将所述各节点的第M-1加权信号强度值进行调整，得到各节点的调整后第M-1加权信号强度值；所述第M层具体用于，任一节点接收所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值，将所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值进行加权，得到任一节点的第M加权信号强度值；所述基于所述任一节点的第M加权信号强度值，根据预设的信号强度和位置的映射关系，确定各节点的位置，包括：采用公式进行非线性映射，得到各节点的位置；其中，为一种sigmoid函数，i为定位系统中的各节点中第几个节点，i的取值为1……n，第i＝1……n个节点分别为定位系统中的各节点，为第k轮广播之后第M层的任一节点输出的各节点的位置，该为向量，为第k轮广播之后第M-1层的第i＝1……n个节点的输出，该输出为所述各节点的调整后第M-1加权信号强度值，为各节点的第M加权信号强度值，wi为第i＝1……n个节点，分别与输出各节点的位置的第M层的任一节点之间的初始第一权重，该wi为向量，γ为输出各节点的位置的第M层的任一节点的初始节点门限，该γ为向量。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一层具体用于，各节点j分别接收其余节点i第k＝1轮广播的信号强度；采用公式将接收到的各个信号强度进行加权，得到各节点的第1加权信号强度值；，其中，i为定位系统中的各节点总数n中的第i个节点，记为节点i，i为定位系统中的各节点总数n中的第j个节点，记为节点j，节点i为除该节点j以外的其余节点，为节点j接收节点i第k＝1次广播的接收信号强度，中上标k＝1为广播第1轮，si为节点i的接收信号强度，为第k＝1轮广播每个所述节点j与节点i之间的初始第一权重；采用公式将所述第1加权信号强度值进行调整，得到调整后第1加权信号强度值；其中，为一种sigmoid函数，f(x)的取值范围为0与1之间的数值，为节点j在第k＝1轮广播之后的初始第M层门限，中上标k＝1为广播第1轮，为第k＝1轮广播之后节点j的输出，该输出为调整后第1加权信号强度值，中上标k＝1为广播第1轮。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，采用如下步骤，得到所述定位模型：获取预先建立的初始定位模型，所述初始定位模型包含初始第一权重、第M-1层初始门限、第M层初始节点门限及学习率，学习率的取值范围为0与1之间的数值；将已测量的采样点的实际位置作为训练集；基于采样点的接收信号强度，利用初始定位模型计算所述采样点的位置，作为所述采样点的计算位置；计算所述计算位置与所述实际位置之间的误差；基于所述误差，训练所述初始定位模型，将训练后的初始定位模型作为所述定位模型，所述定位模型包含调整后第一权重、调整后第M-1层初始门限及调整后第M层的节点门限，所述定位模型的计算位置收敛于实际位置。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定位系统中的各节点形成定位圆域，并且所述各节点分布于所述定位圆域的圆域边缘上，所述待定位点处于所述定位圆域的圆域内，所述定位圆域的半径小于或等于预设半径阈值。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：尉志青，郭子俊，冯志勇，吴迪，张克终，韩晨阳，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11