【技术实现步骤摘要】
本申请涉及通信，特别是涉及一种室内定位方法、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。
技术介绍
1、全球导航卫星系统(global navigation satellite system,gnss)是一种常用的无线定位技术，但是由于建筑物的遮挡室内没有gnss信号，因而，在室内区域无法使用传统的gnss进行终端定位。为解决室内定位难题，目前存在几种主流的室内无线定位技术，例如，蓝牙定位技术/超宽带(ultra wide band，uwb)定位技术和5g定位技术等等。这些室内定位技术均是通过在室内部署相应的无线基站，利用无线基站测量的到达角度(angle ofarrival,aoa)、到达时间(time of arrival,toa)或到达时间差(time difference ofarrival,tdoa)进行终端位置计算。
2、由于一方面室内区域楼层高度较低(3米左右)，无线基站与终端的高度差较小，另一方面受室内无线基站体积和成本的限制，无线基站中的天线阵元数量较少，仅能测量一维(one dimensional,1d)aoa信息且无线基站的部署密度较低，因而通常在室内区域仅能进行终端的二维(two dimensional,2d)位置估计。一般而言，在进行终端2d位置估计时通常假设终端在当地直角坐标系中的z坐标已知，例如，基于uwb定位技术提出了一种室内区域的2d定位算法并在实际室内环境中进行了算法的测试和验证工作，其在一个空旷的大房间中部署了4个uwb基站并采用uwb基站测量的tdoa信息进行室内区域终端2d定位，在
3、传统技术中，进行终端2d位置估计时通常假设终端在当地直角坐标系中的z坐标已知。虽然该假设在房间和大厅等典型室内环境中较为合理，但是在楼层间的连接区域该假设不成立，例如，商场或地铁的楼梯和电动扶梯、地下停车场楼层间的坡道区域等等，因为在这些室内区域地面不是水平的，而是斜面，因此这些室内区域地面上的不同位置在当地直角坐标系中的z坐标一般是不同的，因而在这些室内区域进行终端定位时不能假设终端在当地直角坐标系中的z坐标不变。
4、因此，传统技术中假设终端在当地直角坐标系中的z坐标保持不变且精确已知，实际中，终端在室内的移动一般都是跨楼层的，这样导致终端的高度信息是变化的，传统技术中室内区域终端的高精度定位方法无法对跨楼层移动的终端的位置进行定位。
技术实现思路
1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现对跨楼层移动的终端的位置进行定位的室内定位方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
2、第一方面，本申请提供一种室内定位方法，所述方法包括：
3、获取待定位对象上一时刻的位置信息和速度信息；
4、基于上一时刻的所述位置信息和速度信息，预测所述待定位对象所在的目标平面；基于所述待定位对象相对于所述目标平面的高度在预设范围内，得到所述待定位对象的位置约束条件；
5、基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息，其中，所述状态空间模型是基于待定位对象与基站之间的空间位置关系构建的。
6、在其中一个实施例中，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息之前，还包括：
7、获取基站对应的天线状态信息的噪声输入矩阵和状态噪声；
8、确定当前时刻的位置信息和速度信息与上一时刻的所述位置信息和速度信息、状态转移矩阵、所述噪声输入矩阵和状态噪声的关系，得到位置追踪模型；
9、确定当前时刻的观测入射角信息以及观测到达时间差信息与各所述基站的位置信息、当前时刻的位置信息以及所述天线状态信息的观测噪声的关系，得到观测模型；
10、基于所述位置追踪模型和所述观测模型得到状态空间模型。
11、在其中一个实施例中，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息，包括：
12、将上一时刻的所述位置信息和速度信息输入至所述位置追踪模型，得到候选位置；
13、将所述候选位置输入至所述观测模型，得到观测入射角信息以及观测到达时间差信息；
14、基于所述观测入射角信息、观测到达时间差信息、测量入射角信息、测量到达时间差信息以及观测噪声的协方差矩阵，得到所述待定位对象在所述候选位置的概率；
15、基于各所述候选位置的概率、所述位置约束条件以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新所述候选位置的当前时刻的权重；
16、基于更新后的权重，对所述候选位置进行滤波，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息。
17、在其中一个实施例中，所述基于各所述候选位置的概率、所述位置约束条件以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新各所述候选位置的当前时刻的权重，包括：
18、在所述候选位置不满足所述位置约束条件的情况下，更新所述候选位置的当前时刻的权重为零；
19、在所述候选位置满足所述位置约束条件的情况下，基于各所述候选位置的概率以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新满足位置约束条件的所述候选位置的当前时刻的权重。
20、在其中一个实施例中，所述位置约束条件的获取方式包括：
21、确定所述目标平面的法向量，基于所述目标平面的法向量确定所述目标平面的平面向量；
22、基于所述待定位对象的位置信息确定目标基站；
23、计算所述待定位对象的位置与所述目标基站的位置的差值；
24、基于所述目标平面的平面向量、所述差值以及所述目标平面的法向量，确定所述待定位对象相对于所述目标平面的高度；
25、基于所述高度在预设范围内得到所述位置约束条件。
26、在其中一个实施例中，所述基于上一时刻的所述位置信息，预测所述待定位对象所在的目标平面，包括：
27、获取目标楼层平面和目标楼层过渡平面对应的平面信息；
28、基于上一时刻的所述位置信息，预测下一时刻所述待定位对象的预测位置信息；
29、基于所述平面信息以及所述预测位置信息，确定所述待定位对象所在的目标平面。
30、在其中一个实施例中，所述获取目标楼层平面和目标楼层过渡平面对应的平面信息，包括：
31、基于所述待定位对象上一时刻的位置信息和速度信息，确定所述待定位对象上一时刻所在的当前平面，并获取与所述当前平面相邻的平面作为参考平面；
32、获取所述参考平面中预先确定的与平面交界线平行的线段信息，作为平面信息；<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述候选位置的概率、所述位置约束条件以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新各所述候选位置的当前时刻的权重，包括：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述位置约束条件的获取方式包括：
6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述基于上一时刻的所述位置信息，预测所述待定位对象所在的目标平面，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获取目标楼层平面和目标楼层过渡平面对应的平面信息，包括：
8.根
9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种室内定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息之前，还包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述位置约束条件，通过状态空间模型对上一时刻的所述位置信息和速度信息进行处理，得到所述待定位对象在当前时刻的目标位置信息，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于各所述候选位置的概率、所述位置约束条件以及各所述候选位置的上一时刻的权重，更新各所述候选位置的当前时刻的权重，包括：
5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述位置约束条件的获取方式包括：
6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李晓东，刘鹏，齐望东，尤肖虎，黄永明，刘升恒，李雨晴，
申请(专利权)人：网络通信与安全紫金山实验室，
类型：发明
国别省市：
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