基于场景识别的目标场景确定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于场景识别的目标场景确定方法及系统，其特征在于，包含：依据所获取的初步目标区域在全球数据库内索引获得候选场景数据库，由用户终端周围的无线信号结合候选场景数据库进行场景识别来确定目标场景，其中场景识别包含:查找出用户终端接收到的每一个无线信号，以是否在某个场景位置数据库内为判断条件来确定有效信号；当有效信号为一个时，则对该有效信号进行处理用于得到目标场景；当有效信号为复数个时，则由多个有效信号经预处理后得到的无线信号强度向量RSS对有效候选场景进行预定选取规则来确定目标位置，克服了外部场景信息的依赖，只需所在应用场景的位置服务数据库,也利于不同的技术领域灵活应用。

Target Scene Determination Method and System Based on Scene Recognition

【技术实现步骤摘要】
基于场景识别的目标场景确定方法及系统
本专利技术属于物联网领域，尤其是一种基于场景识别的目标场景确定方法及系统。
技术介绍
在物联网技术的广泛应用中，对于目标场景的确定存在着大量需求，例如利用目标场景在室内外环境中进行定位。经研究，对目前主流定位技术梳理如下问题：例如，GNSS(全球卫星导航定位系统，GlobalNavigationSatelliteSystem，简称GNSS)而言，满足大部分室外应用的需求，但在市中心地区和室内可用性和可靠性难以得到保证，且存在模块成本高、功耗高、需要额外数据传输模块的问题。例如，采用LoRa(超长距低功耗数据传输技术，LongRange，简称LoRa)、NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网，NarrowBandInternetofThings,NB-IoT)、BT5(蓝牙5或者长距离蓝牙，Bluetooth5或者Bluetoothlongrange)信号BT5(蓝牙5，Bluetooth5，简称BT5)等低功耗广域通信技术可实现物联网远距离、低功耗的要求，但其针对广域的定位精度难以满足室内应用的需求。例如，UWB(超宽带技术，UltraWideBand，简称UWB)、伪卫星的技术可提供精确的室内定位，但需要专门的基站布设，成本高昂而被限制在专业类应用。例如，WiFi(无线局域网，WirelessLocalAreaNetwork，简称WiFi)、BLE(低功耗蓝牙，BluetoothLowEnergy，简称BLE)等技术可以提供室内定位，且可以直接利用公共场合的现有布设和用户终端，因此，是现有大众消费类室内定位的主流技术。除了上述定位领域，其他应用领域例如机器人、运动识别、情境感知，也需要基于目标场景的确定而进一步实施运用。尤其针对室内定位，对于目标场景的确定的需求更为突出明显，假设以某建筑的某一层楼为目标场景，现有技术在定位过程中，必须要求事先得知作为目标场景的实际楼层、或需要用户参与输入选择楼层，这样的话，提高了场景确定的信息量的要求，并且繁琐的参与输入操作对于用户而言不便利，从而降低用户体验。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于场景识别的目标场景确定方法及系统，将精确的场景识别来介入目标场景的确定过程，克服预先对场景信息的依赖。本专利技术所提供的一种基于场景识别的目标场景确定方法，具有这样的特征，在于包含：步骤1：获取初步目标区域；步骤2：依据所述初步目标区域在全球数据库内索引，获得候选场景数据库；步骤3：获取用户终端周围的无线信号，结合候选场景数据库进行场景识别来确定目标场景，其中，场景识别的步骤包含：查找出用户终端接收到的每一个无线信号，以是否在某个场景位置数据库内为判断条件来确定是否为有效信号；当有效信号的数量为一个时，则对该有效信号进行处理，用于得到目标场景；当有效信号的数量为复数个时，则基于由多个有效信号经预处理后得到的无线信号强度向量RSS，对有效的候选场景进行预定选取规则，来确定目标位置。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，包含：在步骤1：获取初步目标区域的步骤中，包含：由用户在用户终端内输入选定或通过用户终端内置的定位模块来获取初步目标区域。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，步骤1，获取初步目标区域的步骤包含：步骤1.1，获取用户终端周围的无线信号，包含以下至少一种无线信号节点：区域节点、广域节点；步骤1.2，对无线信号进行编码处理发送至服务器；步骤1.3，服务器预先存储与节点识别码及位置、模型信息，基于无线信号所携带的节点识别码，在服务器端索引节点所在的子区域数据库、其在子区域数据库中的编号，以及节点的位置信息、模型信息，用以确定用户所在的所述初步目标区域范围。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，其中，服务器对终端所获取的每个无线信号获取相应的识别键值，在全球数据库搜索其所在子区域数据库，以及在该子区域数据库中的编号；基于每个无线信号强度向量RSS来确定信号融合权重，并结合由子区域数据库中节点编号索引到的节点的位置信息及模型信息构造定位量测模型；基于定位量测模型确定初步目标区域。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，其中，初步目标区域根据无线信号强度向量RSS以及节点的位置信息、模型信息，按照预定计算规则以加权平均法和/或最小二乘法来计算。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，其中，利用最小二乘法计算目标位置向量和误差协差矩阵，或进一步结合采用其他已有先验位置信息，得到初步目标区域，该初步目标区域的范围是由误差协方差矩阵构成的误差几何图形来确定的。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，其中，无线信号的种类，包含：广域无线信号中任意至少一种：LoRa(超长距低功耗数据传输技术，LongRange)信号、NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网，NarrowBandInternetofThings)信号、GNSS(全球卫星导航定位系统，GlobalNavigationSatelliteSystem)信号、通讯基站信号、BT5(蓝牙5或者长距离蓝牙，Bluetooth5或Bluetoothlongrange)信号；和/或区域无线信号中任意至少一种：WiFi(无线局域网，WirelessLocalAreaNetwork)信号、BLE(低功耗蓝牙，BluetoothLowEnergy)信号。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，在依据所述初步目标区域在全球数据库内索引，获得场景位置数据库的步骤2中，包含：依据所述初步目标区域在全球数据库内索引多个所预存的子区域数据库，依据由用户终端发送来的节点识别键值，获得包含节点识别键值的子区域数据库，使用几何方法，判断子区域数据库和步骤1中所确定的初步目标区域的坐标范围是否有重叠，在子区域数据库中判定得到至少一个候选场景数据库。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，在上述场景识别的步骤3中，包含：当有效信号的数量为一个时，则对该有效信号进行处理，用于得到目标场景；当有效信号的数量为复数个时，则基于由多个有效信号经预处理后得到的无线信号强度向量RSS，进行场景识别计算，对各个候选场景数据库对应的有效的候选场景进行排序和筛选，得到目标场景。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，其中，对无线信号做预处理获得RSS向量；分别使用RSS信号特征计算其相对各候选场景的RSS特征指数，以及RSS几何分布指数；然后，利用RSS特征指数和/或RSS几何分布指数来确定目标场景。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方法中，具有这样的特征，采集无线信号并做预处理；对每个获取的无线信号，根据其识别键值在哈希表中查找，若存在，则存储所预存的场景编号以及保存该无线信号，用于作为有效信号；若不存在，则剔除该无线信号；将所有已保存的无线信号存入内存链表，选取最近一段时间范围内的无线信号数据作预处理，得到该时刻的无线信号强度向量RSS。进一步可选地，在本专利技术所提供的目标场景确定方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于，包含：步骤1：获取初步目标区域；步骤2：依据所述初步目标区域在全球数据库内索引，获得候选场景数据库；步骤3：获取用户终端周围的无线信号，结合候选场景数据库进行场景识别来确定目标场景，其中，场景识别的步骤包含：查找出用户终端接收到的每一个无线信号，以是否在某个场景位置数据库内为判断条件来确定是否为有效信号；当有效信号的数量为一个时，则对该有效信号进行处理，用于得到目标场景；当有效信号的数量为复数个时，则基于由多个有效信号经预处理后得到的无线信号强度向量RSS，对有效的候选场景进行预定选取规则，来确定目标位置。

【技术特征摘要】
1.一种基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于，包含：步骤1：获取初步目标区域；步骤2：依据所述初步目标区域在全球数据库内索引，获得候选场景数据库；步骤3：获取用户终端周围的无线信号，结合候选场景数据库进行场景识别来确定目标场景，其中，场景识别的步骤包含：查找出用户终端接收到的每一个无线信号，以是否在某个场景位置数据库内为判断条件来确定是否为有效信号；当有效信号的数量为一个时，则对该有效信号进行处理，用于得到目标场景；当有效信号的数量为复数个时，则基于由多个有效信号经预处理后得到的无线信号强度向量RSS，对有效的候选场景进行预定选取规则，来确定目标位置。2.如权利要求1所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：在步骤1：获取初步目标区域的步骤中，包含：由用户在用户终端内输入选定或通过用户终端内置的定位模块来获取初步目标区域。3.如权利要求1所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：步骤1，获取初步目标区域的步骤包含：步骤1.1，获取用户终端周围的无线信号，包含以下至少一种无线信号节点：区域节点、广域节点；步骤1.2，对无线信号进行编码处理发送至服务器；步骤1.3，服务器预先存储与节点识别码及位置、模型信息，基于无线信号所携带的节点识别码，在服务器端索引节点所在的子区域数据库、其在子区域数据库中的编号，以及节点的位置信息、模型信息，用以确定用户所在的所述初步目标区域范围。4.如权利要求3所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：其中，服务器对终端所获取的每个无线信号获取相应的识别键值，在全球数据库搜索其所在子区域数据库，以及在该子区域数据库中的编号；基于每个无线信号强度向量RSS来确定信号融合权重，并结合由子区域数据库中节点编号索引到的节点的位置信息及模型信息构造定位量测模型；基于定位量测模型确定初步目标区域。5.如权利要求4所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：其中，初步目标区域根据无线信号强度向量RSS以及节点的位置信息、模型信息，按照预定计算规则以加权平均法和/或最小二乘法来计算。6.如权利要求5所述的基于场景识别的位置确定方法，其特征在于：其中，利用最小二乘法计算目标位置向量和误差协差矩阵，或进一步结合采用其他已有先验位置信息，得到初步目标区域，该初步目标区域的范围是由误差协方差矩阵构成的误差几何图形来确定的。7.如权利要求1所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：其中，无线信号的种类，包含：广域无线信号中任意至少一种：LoRa(超长距低功耗数据传输技术，LongRange)信号、NB-IoT(基于蜂窝的窄带物联网，NarrowBandInternetofThings)信号、GNSS(全球卫星导航定位系统，GlobalNavigationSatelliteSystem)信号、通讯基站信号、BT5(蓝牙5或者长距离蓝牙，Bluetooth5或Bluetoothlongrange)信号；和/或区域无线信号中任意至少一种：WiFi(无线局域网，WirelessLocalAreaNetwork)信号、BLE(低功耗蓝牙，BluetoothLowEnergy)信号。8.如权利要求1所述的基于场景识别的目标场景确定方法，其特征在于：在依据所述初步目标区域在全球数据库内索引，获得场景位置数据库的步骤2中，包含：依据所述初步目标区域在全球数据库内索引多个所预存的子区域数据库，依据由用户终端发送来的节点识别键值，获得包含节点识别键值的子区域数据库，使用几何方法，判断子区域数据库和步骤1中所确定的初步目标区域的坐标范围是否有重叠，在子区域数据库中判定得到至少一个候...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺喆，李由，李育琦，徐洪亮，
申请(专利权)人：奥孛睿斯有限责任公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA