一种定位维度确定方法、定位系统及定位方法技术方案

本发明专利技术揭示了一种定位维度确定方法、定位系统及定位方法，用于对目标进行定位时选择合适的定位维度，目标周边设置有基站，包括以下步骤：接收基站发送的无线信号数据；根据所述无线信号数据，判断是否能够进行N维定位和/或是否通过N维定位可用性检验；根据判断的结果，获得定位维度判定结果；其中，N为自然数。采用了本发明专利技术的技术方案，可以自动进行定位维度探测，优先选择低维度定位解算，起到降低运算量和功耗的目的。

A Method for Determining Location Dimension, Location System and Location Method

The invention discloses a positioning dimension determination method, a positioning system and a positioning method for selecting an appropriate positioning dimension when positioning a target, and a base station is set around the target, including the following steps: receiving the wireless signal data transmitted by the base station; judging whether the N-dimensional positioning can be carried out and/or whether the N-dimensional positioning availability test can be carried out according to the wireless signal data; According to the result of judgment, the result of location dimension judgment is obtained, where N is a natural number. By adopting the technical scheme of the present invention, the positioning dimension detection can be carried out automatically, and the low-dimensional positioning solution can be selected preferentially, so as to reduce the computational complexity and power consumption.

【技术实现步骤摘要】
一种定位维度确定方法、定位系统及定位方法
本专利技术属于无线定位、位置服务和物联网领域，尤其是一种定位维度确定方法、定位系统和定位方法。
技术介绍
随着GNSS、WiFi、BLE等无线传感器在智能手机和可穿戴目标等移动终端的普及，以及位置服务、物联网对位置信息的需求，无线定位系统和技术已经得到了广泛应用。主流的无线定位技术包括多边交会、指纹识别等。对于大多数大众类无线定位应用来说，基于目标（如移动终端）相对至少三个无线基站的信号强度，即可在无线基站信息（如坐标和无线信号传播衰减模型参数）已知的情况下，使用多边交会定位计算出目标的位置和精度；或者在无线基站信息未知的情况下，使用指纹识别计算出目标的位置。针对不同的定位应用，可能需要选用不同的定位系统和方法。因此，定位应用需要性能和成本（包括硬件成本、计算成本等）的折中。多边（至少三边，即目标相对三个无线基站的距离）交会和指纹识别已经成为了当前无线定位的主流技术，可以在绝大多数情况下，提供三维空间的位置信息。但另一方面，当前仍有一些定位应用，并不需要三维定位。例如：零维定位应用：刷卡、牛羊定点喂食、兴趣点探测、摇周边等；一维定位应用：如机场行李检查、隧道内定位等；二维定位应用：大多数室外应用、单楼层内应用等。相比而言，高维度和较低维度（如相较三维定位来说，二维、一维以及零维定位为较低维度）的定位方法各有优势。例如，高维度的定位方法更加普适，即一套方法和系统即可满足绝大多数三维空间内定位的需求。另一方面，使用较低维度的定位方法有如下优势：第一，计算量更低，相应地功耗性较低。第二，所需基站的数目更低，进而在基站数目较少的情况下可用性更强。第三，待计算位置参数更少，在观测值数目相同的情况下，特定参数的估计精度可能更高。现有技术通常针对特定维度的定位应用，设定使用不同的定位方法或算法。定位方法的选择一般在定位产品生产前确定并烧录。例如，对于上述零维应用，通常使用RFID或者蓝牙技术，需要事先设定为使用零维定位算法，即将目标定位到某个基站的周边；对于上述一维或二维应用，通常也需要事先设定定位的维度，从而选用相应的定位算法。随着低成本定位应用，如面对物联网的定位服务的普及，有时需要根据应用自动切换定位维度。例如，在高维应用中，有时可根据实际情况，切换到较低维的定位方法，从而达到降低计算量、提高特定参数的估计精度的目的。例如，在三维定位应用中，某些时候，探测到目标处在一个基站附近，或者两个基站之间。这时候，仅使用零维，或者一维定位方法即可获取目标的位置。
技术实现思路
本专利技术提供了一种定位维度的确定方法、一种定位系统和定位方法，可以根据无线信号数据，自动判定定位的维度，从而在实际应用中实现定位维度的选择和切换。依据上述目的，实施本专利技术的一种定位维度确定方法，用于对目标进行定位时选择定位维度，目标周边设置有基站，其特征在于，包括以下步骤：接收基站发送的无线信号数据；根据无线信号数据，判断是否能够进行N维定位和/或是否通过N维定位可用性检验；根据判断的结果，获得定位维度判定结果；其中，N为自然数。可选的，判断是否能够进行N维定位的步骤包括：当N=0、1、2，收到至少N+1个基站的无线信号数据时，判断为能够进行N维定位，继续判断是否通过N维定位可用性检验；当N≥3，无线信号数据符合N维定位无线信号特征时，判断为能够进行N维定位，不再继续判断是否通过N维定位可用性检验；否则，判断为不能够进行N维定位。可选的，判断是否通过N维定位可用性检验的步骤包括：当只收到N+1个基站的无线信号数据时，判断为通过N维定位可用性检验；当收到多于N+1个基站的无线信号数据，且无线信号数据符合N维定位无线信号特征时，判断为通过N维定位可用性检验；否则，判断为未能通过N维定位可用性检验，继续判断是否能够进行N+1维定位和/或是否通过N+1维定位可用性检验。可选的，当N=0、1、2，判断是否通过N维定位可用性检验的结果为通过N维定位可用性检验时，获得定位维度判定结果为进行N维定位解算；当N≥3，判断是否能够进行N维定位的结果为能够进行N维定位时，获得定位维度判定结果为进行N维定位解算；否则，当判断是否能够进行N维定位的结果为不能够进行N维定位时，获得定位维度判定结果为不进行定位解算。可选的，所述无线信号数据包括无线信号强度，和/或无线信号发送和接收的时间，和/或根据无线信号强度或者信号发送/接收时间计算出来的距离数据。可选的，所述N维定位无线信号特征为：当N=0、1，收到的所有所述无线信号数据中，仅有N+1个基站的所述无线信号数据的无线信号强度大于预设的信号强度阈值，且与剩余基站的所述无线信号数据的无线信号强度的差值大于预设的信号强度差异阈值；当N=2，收到的所有所述无线信号数据中，至少N+1个基站的所述无线信号数据的无线信号强度大于预设的信号强度阈值，且其中基站两两之间的高程差小于预设的高程差阈值；当N≥3，收到的所有所述无线信号数据中，至少N个基站的所述无线信号数据的无线信号强度大于预设的信号强度阈值。可选的，所述信号强度阈值的取值范围为-130dBm～-30dBm，所述信号强度差异阈值的取值范围为0～100dBm，所述高程差阈值为正值。依据上述目的，实施本专利技术的一种定位方法，用于对目标进行定位，其特征在于，该方法包括以下步骤：获取目标周边基站的无线信号数据和基站数据；采用前面所述的定位维度确定方法，根据接收到的所述无线信号数据进行定位维度判定，得到定位维度判定结果；根据所述无线信号数据、所述基站数据以及所述定位维度判定结果进行定位解算，计算得到目标的位置结果。可选的，所述基站数据包括基站识别码以及基站的2维或3维坐标。依据上述目的，实施本专利技术的一种定位系统，用于对目标进行定位，其特征在于：包括无线信号数据获取单元、基站数据获取单元、定位维度判定单元和定位解算单元；所述无线信号数据获取单元，用于获取目标周边基站的无线信号数据并传输到所述定位维度判定单元和所述定位解算单元；所述基站数据获取单元，用于获取基站数据并传输到所述定位解算单元；所述定位维度判定单元，接收所述无线信号数据后，计算出定位维度判定结果并发送给定位解算单元；所述定位解算单元，根据接收到的所述无线信号数据、所述基站数据以及所述定位维度判定结果，计算得到目标的位置结果。可选的，所述无线信号数据包括无线信号强度，和/或无线信号发送和接收的时间，和/或根据无线信号强度或者信号发送/接收时间计算出来的距离数据。可选的，所述基站数据包括基站识别码以及基站的2维或3维坐标。可选的，所述定位维度判定结果为不进行定位解算、进行N维定位解算；其中，N为自然数。可选的，所述定位维度判定单元计算定位维度判定结果时依次采用从低维到高维的顺序。可选的，所述位置结果为2维或3维坐标，以及与2维或3维坐标对应的位置精度范围。采用了本专利技术的技术方案，针对现有技术的不足，利用定位维度判定单元进行是否能够进行N维定位和/或是否通过N维定位可用性检验的判断，获取定位维度判定结果，确定定位时所需的定位维度，然后计算出定位位置。该技术方案可以消除对事先设定定位维度的不便，且可以自动切换到更低的定位维度，起到降低运算量和功耗的目的。附图说明图1是：定位维度确定方法示意图；图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位维度确定方法，用于对目标进行定位时选择定位维度，目标周边设置有基站，其特征在于，包括以下步骤：接收基站发送的无线信号数据；根据所述无线信号数据，判断是否能够进行N维定位和/或是否通过N维定位可用性检验；根据判断的结果，获得定位维度判定结果；其中，N为自然数。

【技术特征摘要】
1.一种定位维度确定方法，用于对目标进行定位时选择定位维度，目标周边设置有基站，其特征在于，包括以下步骤：接收基站发送的无线信号数据；根据所述无线信号数据，判断是否能够进行N维定位和/或是否通过N维定位可用性检验；根据判断的结果，获得定位维度判定结果；其中，N为自然数。2.如权利要求1所述的定位维度确定方法，其特征在于，判断是否能够进行N维定位的步骤为：当N=0、1、2，且收到至少N+1个基站的所述无线信号数据时，判断为能够进行N维定位，继续判断是否通过N维定位可用性检验；当N≥3，且所述无线信号数据符合N维定位无线信号特征时，判断为能够进行N维定位，不再继续判断是否通过N维定位可用性检验；否则，判断为不能够进行N维定位。3.如权利要求2所述的定位维度确定方法，其特征在于，判断是否通过N维定位可用性检验的步骤为：N=0、1、2，当只收到N+1个基站的所述无线信号数据时，判断为通过N维定位可用性检验；当收到多于N+1个基站的所述无线信号数据，且所述无线信号数据符合N维定位无线信号特征时，判断为通过N维定位可用性检验；否则，判断为未能通过N维定位可用性检验，继续判断是否能够进行N+1维定位和/或是否通过N+1维定位可用性检验。4.如权利要求3所述的定位维度确定方法，其特征在于，获得所述定位维度判定结果的步骤为：当N=0、1、2，且判断是否通过N维定位可用性检验的结果为通过N维定位可用性检验时，获得所述的定位维度判定结果为进行N维定位解算；当N≥3，且判断是否能够进行N维定位的结果为能够进行N维定位时，获得所述的定位维度判定结果为进行N维定位解算；否则，当判断是否能够进行N维定位的结果为不能够进行N维定位时，获得所述的定位维度判定结果为不进行定位解算。5.如权利要求1所述的定位维度确定方法，其特征在于，所述无线信号数据包括无线信号强度，和/或无线信号发送和接收的时间，和/或根据无线信号强度或者信号发送/接收时间计算出来的距离数据。6.如权利要求2或3任一所述的定位维度确定方法，其特征在于，所述N维定位无线信号特征为：当N=0、1，收到的所有所述无线信号数据中，仅有N+1个基站的所述无线信号数据的无线信号强度大于预设的信号强度阈值，且与剩余基站的所述无线信号数据的无线信号强度的差值大于预设的信号强度差异阈值；当N=2，收到的所有所述无线信号数据中...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺喆，李由，陈跃，陈腾，李聪颖，夏玗震，赵岩，
申请(专利权)人：上海奥孛睿斯科技有限公司，奥孛睿斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：上海,31