基于電磁信號的移動終端定位方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，特別涉及一種基于電磁信號的移動終端定位技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 智能移動設(shè)備的快速發(fā)展和普及催生了室內(nèi)（或局部區(qū)域）定位技術(shù)的產(chǎn)生和 發(fā)展，其主要采用無線通訊、基站定位、慣導(dǎo)定位等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體 系，從而實現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。在商業(yè)應(yīng)用、公共安全和軍事場景等 許多領(lǐng)域有著廣泛的需求與應(yīng)用。
[0003] 通常采用基于 RSSI (Received Signal Strength Indication,接收的信號強度指 示）的三角定位法和FingerPrint (指紋）法來實現(xiàn)室內(nèi)定位。由于RSSI會根據(jù)環(huán)境的各 種因素受到多徑效應(yīng)而影響RSSI，使得RSSI的誤差很大，因此RSSI的三角定位法逐漸被 指紋法所取代。指紋法分為兩個步驟，第一個步驟為指紋庫繪制；第二個步驟是實時定位。 所謂指紋庫繪制就是在所需要室內(nèi)定位的區(qū)域提取信號特征（藍牙RSSI)，繪制"信號場強 圖"（指紋庫）；在實時定位的階段，用戶把接收到的信號與"信號場強圖"中的信號做對比， 基于例如粒子濾波算法之類的普適算法就可以匹配出自己的位置；在繪制指紋庫時，信號 采集時間越長，采集點越多，指紋庫越準確，對定位精度的提高越有利，但與此同時時間成 本和費用也越高。
[0004] 在實時定位階段，大多數(shù)基于粒子濾波算法的定位方法采用移動終端中的加速度 傳感器和陀螺儀等進行步數(shù)和移動方向的測量，而對步長則采用經(jīng)驗值計算移動終端的位 置變化。從而由于使用者的不同和具體環(huán)境的不同，使得步長采用經(jīng)驗值進行定位的方法 容易產(chǎn)生較大的位置更新誤差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于電磁信號的移動終端定位方法及其裝置，可在定 位過程中得到與被定位者實際步長最接近的移動步長，并可隨被定位者步長的變化及時更 新移動步長。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種基于電磁信號的移動終端定 位方法，方法包括以下步驟：
[0007] 在定位初始時刻將移動終端接收的電磁信號的信號指紋與預(yù)先生成的信號指紋 地圖中的信號指紋進行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果生成初始粒子集，并給該初始粒子集中的每個 粒子隨機分配不同的移動步長；
[0008] 重復(fù)執(zhí)行以下步驟：
[0009] 根據(jù)移動終端在當前時刻檢測到的移動步數(shù)、移動方向和每個粒子的移動步長， 將前一時刻粒子集中的每個粒子的位置信息進行更新以得到當前粒子集；
[0010] 根據(jù)當前粒子集中每個粒子的位置信息和當前時刻接收到的信號指紋，對每個粒 子的可用性進行評分；
[0011] 獲取當前粒子集中評分高于第一評分閾值的各粒子的移動步長；
[0012] 根據(jù)所獲取的移動步長，更新評分低于第一評分閾值的各粒子的移動步長。
[0013] 本發(fā)明的實施方式還公開了一種基于電磁信號的移動終端定位裝置，包括：
[0014] 粒子初始化單元，用于在定位初始時刻將移動終端接收的電磁信號的信號指紋與 預(yù)先生成的信號指紋地圖中的信號指紋進行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果生成初始粒子集，并給該 初始粒子集中的每個粒子隨機分配不同的移動步長；
[0015] 粒子更新單元，用于根據(jù)移動終端在當前時刻檢測到的移動步數(shù)、移動方向和每 個粒子的移動步長，將前一時刻粒子集中的每個粒子的位置信息進行更新以得到當前粒子 集；
[0016] 粒子評分單元，用于根據(jù)當前粒子集中每個粒子的位置信息和當前時刻接收到的 信號指紋，對每個粒子的可用性進行評分；
[0017] 步長獲取單元，用于獲取當前粒子集中由粒子評分單元評出的評分高于第一評分 閾值的各粒子的移動步長；
[0018] 步長更新單元，用于根據(jù)步長獲取單元所獲取的移動步長，更新評分低于第一評 分閾值的各粒子的移動步長；
[0019] 更新控制單元，用于控制粒子更新單元、粒子評分單元、步長獲取單元和步長更新 單元重復(fù)執(zhí)行相應(yīng)功能完成當前粒子集中粒子的移動步長的更新。
[0020] 本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于：
[0021] 在定位初期給予粒子隨機的移動步長，然后在定位過程中，將可用性評分低的粒 子具有的移動步長摒棄，保留可用性評分高的粒子具有的移動步長，可在定位過程中得到 與被定位者實際步長最接近的移動步長，并可隨被定位者步長的變化及時更新移動步長。
[0022] 進一步地，進行柵格化查詢，便無需將每個粒子與指紋地圖中的所有信號指紋進 行對比查詢，大量節(jié)省計算量，提高定位效率。
[0023] 進一步地，計算當前粒子集中粒子評分的聚合度，如果粒子評分聚合度太低則說 明定位失敗，需重新初始化生成初始粒子集，再進行移動步長的更新和移動終端位置的定 位，從而避免不必要的計算量，提高定位效率。
[0024] 進一步地，在當前粒子集中粒子的評分聚合度較低，但未到達定位失敗的程度時， 可將當前粒子集進行更新，刪除評分低的粒子，根據(jù)評分高的粒子生成新的粒子，以提高整 個當前粒子集的評分聚合度，進而提高定位和步長更新的準確性。
[0025] 進一步地，創(chuàng)造性地將所有的藍牙信標設(shè)備都設(shè)成同一 MAC地址，根據(jù)藍牙的國 際標準，這些藍牙信標設(shè)備會被視為同一設(shè)備，而且正常的其它藍牙設(shè)備的MAC地址都會 與這些藍牙信標設(shè)備不同，所以通過MAC地址的識別，可以有效地排除其它藍牙設(shè)備的干 擾，可以防止惡意的藍牙設(shè)備偽裝成相同的信標標識，實現(xiàn)準確定位。
【附圖說明】
[0026] 圖1是本發(fā)明第一實施方式中一種基于電磁信號的移動終端定位方法的流程示 意圖；
[0027] 圖2是本發(fā)明第一實施方式中通過檢測速度的波峰和波谷的做法來檢測步數(shù)的 不意圖；
[0028] 圖3是本發(fā)明第二實施方式中一種基于電磁信號的移動終端定位方法的流程示 意圖；
[0029] 圖4是本發(fā)明第六實施方式中一種基于電磁信號的移動終端定位裝置的結(jié)構(gòu)示 意圖。
【具體實施方式】
[0030] 在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細節(jié)。但是，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。
[0031] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施 方式作進一步地詳細描述。
[0032] 本發(fā)明第一實施方式涉及一種基于電磁信號的移動終端定位方法。圖1是該基于 電磁信號的移動終端定位方法的流程示意圖。
[0033] 具體地，如圖1所示，該基于電磁信號的移動終端定位方法包括以下步驟：
[0034] 在定位初始時刻，執(zhí)行步驟101，將移動終端接收的電磁信號的信號指紋與預(yù)先生 成的信號指紋地圖中的信號指紋進行匹配，根據(jù)匹配結(jié)果生成初始粒子集，并給該初始粒 子集中的每個粒子隨機分配不同的移動步長。
[0035] 可以理解，本發(fā)明中的每個粒子是一個對象或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，其中包括了移動終端的 位置、方向、和步長等信息，代表了該移動終端位置、方向和步長等信息的一種可能性。
[0036] 在定位過程中，重復(fù)執(zhí)行下列步驟102至步驟105,直至定位結(jié)束：
[0037] 在步驟102中，根據(jù)移動終端在當前時刻檢測到的移動步數(shù)、移動方向和每個粒 子的移動步長，將前一時刻粒子集中的每個粒子的位置信息進行更新以得到當前粒子集。
[0038] 此后進入步驟103,根據(jù)當前粒子集中每個粒子的位置信息和當前時刻接收到的 信號指紋，對每個粒子的可用性進行評分。
[0039] 在本發(fā)明中，評分高的粒子可用性強，其在定位過程中的移動軌跡和待定位物體 的移動軌跡越接近，且存活時間越長。
[0040] 此后進入步驟104中，獲取當前粒子集中評分高于第一評分閾值的各粒子的移動 步長。
[0041] 可以理解，在本發(fā)明中，可根據(jù)具體的評分方法和應(yīng)用場景確定第一預(yù)定閾值。而 對于當前粒子集中評分等于第一預(yù)定閾值的各粒子，有多種處理方法：可以與高評分粒子 (即評分高于第一預(yù)定閾值的各粒子）一起用于更新低評分粒子（即評分低于第一預(yù)定閾 值的各粒子）的移動步長，也可以與低評分粒子一起作為更新對象根據(jù)高平分粒子更新移 步長，還可以既不更新自身移動步長也不作為更新其它粒子移動步長的依據(jù)。
[0042] 此后進入步驟105,根據(jù)所獲取的移動步長，更新評分低于第一評分閾值的各粒子 的移動步長。例如，計算評分高于第一評分閾值的各粒子的移動步長的平均值，再在該平均 值的基礎(chǔ)上加一個隨機值分配給評分低于第一評分閾值的各粒子。此外，也可以計算評分 高于第一評分閾值的各粒子的移動步長的中