无线定位器标定方法及装置与流程

1.本发明涉及无线移动通信技术领域，尤其涉及一种无线定位器标定方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.无线定位是指在无线移动通信网络中，通过对移动终端接收到无线信号的特征参数进行测量，利用测量得到的无线信号数据，采用特定的算法对移动终端所处的地理位置进行估计。无限定位器是对移动终端进行无线定位的设备，在使用之前，往往要对无线定位器进行标定。
4.现有的无线定位器标定方法，是在一条直线上给定不同距离的标定点，通过测量不同距离标定点的信号强度和距离，进行线性拟合，实现对无线定位器的精细标定。
5.由于无线信号随着传输距离的变大，会逐渐衰减，且衰减曲线是一条指数曲线。一开始的衰减比较剧烈，距离稍微有些变化，就会导致信号强度的极大减少；随着传输距离的增加，信号衰减逐渐变小，且变化幅度逐渐变小，导致无线定位器标定容易出现较大偏差。


技术实现要素：

6.本发明实施例中提供了一种无线定位器标定方法，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，该方法包括：以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度；按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度；根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线；根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
7.本发明实施例中还提供了一种无线定位器标定装置，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，该装置包括：信号同心圆确定模块，用于以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度；信号强度测量模块，用于按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度；数据拟合模块，用于根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线；标定移动轨迹确定模块，用于根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
8.本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，该计算机设备包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述无线定位器标定方法。
9.本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述无线定位器标定方法的计算机程序。
10.本发明实施例中提供的无线定位器标定方法、装置计算机设备及计算机可读存储介质，首先以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，使得每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度，然后按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度，进而根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线，最后根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
11.与现有技术中按照直线路径移动对无线定位器进行标定的技术方案相比，本发明实施例中提供的二维平面标定法，在一个平面内选定若干个标定点，对无线定位器进行标定，与直线路径标定距离相同且无需走回头路，在标定过程中人员移动的总距离最小，简化了标定过程，节约了标定耗费时长。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
13.图1为本发明实施例中提供的一种无线定位器标定方法流程图；
14.图2为本发明实施例中提供的一种信号衰减函数示意图；
15.图3为本发明实施例中提供的一种无线定位器的标定过程示意图；
16.图4为本发明实施例中提供的一种移动轨迹曲线示意图；
17.图5为本发明实施例中提供的一种无线定位器标定方法的具体实现流程图；
18.图6为本发明实施例中提供的一种无线定位器标定装置示意图；
19.图7为本发明实施例中提供的一种计算机设备示意图。
具体实施方式
20.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
21.本发明实施例中提供了一种无线定位器标定方法，图1为本发明实施例中提供的一种无线定位器标定方法流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
22.s101，以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度。
23.需要说明的是，本发明实施例中提供的无线定位器可以是利用任意一种无线信号(例如，wlan、gps等)进行定位的设备；由于待标定的无线定位器类型不同，采用的信号发射源也可能不同。
24.由于信号发射源是以所在位置为圆心向外辐射的，为了实现最短距离、最短标定时长对无线定位器的信号强度进行标定，本发明实施例中，以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，使得每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度。
25.假设衰减因子为，信号发射源发出无线信号的信号强度为γ，无线定位器到信号发射源的距离为l，k为距离因子，则有如下公式：
[0026][0027]
采用标准的指数函数y＝e
‑
t
，函数曲线如图2所示，时间t范围为0.001～10，目的是预估0时刻的指数函数y的值。
[0028]
在实际情况下，无法取得全部的衰减过程数据，甚至是10倍左右的衰减时间曲线，因此我们在指数回归到过程中，也采用一段连续衰减过程，大约3倍衰减时间，来模拟实际情况。考虑到3倍的衰减时间，是因为最初的3倍衰减时间内，函数值已经衰减到了初始值的5％，满足了所谓的3西格玛的国际标准原则了(这里考虑到的是测量和生产中的概率统计问题，不再细谈原因)。
[0029]
在无线定位器标定过程中，不再沿着一条直线进行信号标定，而是按照二维平面内的不同点，进行标定，并且标定过程中测试人员不走回头路，所用距离和时间最短。
[0030]
在具体实施时，上述s101可通过如下步骤来实现：获取无线定位器的最大标定距离和最小标定步长；根据无线定位器的最大标定距离和最小标定步长，以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，各个同心圆之间的距离为最小标定步长，最大同心圆的半径为最大标定距离。
[0031]
s102，按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度。
[0032]
在具体实施时，上述s102可通过如下步骤来实现：按照从圆心到圆周的顺序，在第一个同心圆上任意选择一个标定点，从第二个同心圆开始，依次从每个同心圆上选择一个到上一标定点距离最近的一个点作为每个同心圆的标定点，将无线定位器移动到每个同心圆上选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度。
[0033]
图3为本发明实施例中提供的一种无线定位器的标定过程示意图，如图3所示，在0～100米之内，随着距离的不同，可以在不同的黑色标定点进行移动，从而实现了等效距离的改变。开始标定过程，先从最内圈的黑色标定点x1，用无线定位器测量无线信号强度p1，并保存当前距离信息l1和信号强度信息p1。
[0034]
然后再移动到第二圈的黑色标定点x2，用无线定位器测量无线信号强度p2，并保存当前距离信息l2和信号强度信息p2。完成100个点的距离和信号强度信息测量，就完成了
全部标定过程。
[0035]
在标定过程中，标定人员不断移动无线定位器。为了缩短标定人员走动的距离，需要计算最短距离对应的100个不同坐标点(x,y)。
[0036]
由于第一个坐标点(x1,y1)是固定的位置，因此，标定人员首先移动到(x1,y1)。然后以(0,0)为圆心，计算标定距离为l的所有标定点，所有标定点形成了一个同心圆。在这个同心圆中，计算距离当前标定点坐标(x1,y1)最近的标定点，从而确定下一步移动的目标点。
[0037]
由于单点信号源发射的信号，形成一个完整的圆形。因此在四个象限中，都可以进行标定。为了简化标定过程，以第一象限为例，对于最大标定距离lmax，对应的标定坐标x和y以最大标定距离为基准值，单位为％。
[0038]
图4为本发明实施例中提供的一种移动轨迹曲线示意图，如图4所示，对于x＝0.1，表示实际x坐标为0.1
×
lmax。y＝0.12，表示实际x坐标为0.12
×
lmax。
[0039]
s103，根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线。
[0040]
由于上述s103中的测量得到的无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，都是在二维平面上移动无线定位器得到的数据，因而能够通过数据拟合，得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线。
[0041]
s104，根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
[0042]
在根据测量得到的无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，通过数据拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线后，可指导标定人员在地面上按照该移动轨迹曲线移动无线定位器的位置，从而实现最短距离移动轨迹下对无线定位器的标定。
[0043]
在一个实施例中，在根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹之后，本发明实施例中提供的无线定位器标定方法还可包括如下步骤：获取信号发射源发出无线信号的初始信号强度；根据初始信号强度和预设的信号衰减步长，确定一个信号衰减距离；沿横轴方向移动一个最小标定步长的距离，得到标定点的横坐标；根据标定点的横坐标计算标定点的纵坐标，判断若标定点的纵坐标是否大于0.707倍的信号衰减距离；若标定点的纵坐标大于0.707倍的信号衰减距离，则将标定点的横坐标增加一个最小标定步长，并根据增加后的横坐标重新确定一个标定点；若标定点的纵坐标小于或等于0.707倍的信号衰减距离，则将标定点的纵坐标增加一个最小标定步长，并根据增加后的纵坐标确定是否结束无线定位器的标定测试。
[0044]
在一个实施例中，本发明实施例中提供的无线定位器标定方法，可通过如下步骤来根据增加后的纵坐标确定是否结束无线定位器的标定测试，包括：根据增加后的纵坐标重新确定一个标定点；测量出无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度；判断无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度是否大于预设阈值；若无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度大于预设阈值，则继续无线定位器的标定测试，按照预设的信号衰减步长，重新确定标定点的横坐标和纵坐标；若无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度小于或等于预设阈值，则结束无线定位器的标定测试。
[0045]
本发明实施例中提供的无线定位器标定方法，在具体实施时，通过图5所示的流程来实现控制标定人员以最短移动距离对无线定位器进行标定：
[0046]
首选输入确定的最大标定范围、最小标定步长、信号衰减步长。标定过程是从原点(0,0)作为起始点的，当前的信号强度为100％。按照信号衰减步长sl，确定当前信号强度为(100％
‑
sl),通过信号衰减公式，计算当前信号距离l。
[0047]
从原点(0,0)出发，距离为l的点形成了一个同心圆，由于对称性，当前选择第一象限作为例子。当前移动的最小标定步长为lmin，首先沿x轴移动，通过勾股定理计算目标点的y坐标。由于当前计算的y坐标不是lmin的整数倍，因此，选择较小的整数倍y坐标。
[0048]
如果计算出来的y坐标大于0.707倍的l，那么增加x轴的步长。否则，按照最小标定步长，增加y坐标。
[0049]
如果计算当前选定点的信号强度大于1％，继续进行标定测试，按照信号衰减步长，减少信号强度，重复选定x坐标和y坐标。否则，完成整个标定过程。
[0050]
计算的源代码实现如下：
[0051]
[0052][0053]
由上可知，本发明实施例中提供的无线定位器标定方法，在一个平面内选定若干个标定点，根据各个标定点测量得到的信号强度数据和距离数据，进行数据拟合得到无线定位器的信号强度与距离之间的关系，以便根据该关系部署各个无线定位器之间的距离。
[0054]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种无线定位器标定装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与无线定位器标定方法相似，因此该装置的实施可以参见无线定位器标定方法的实施，重复之处不再赘述。
[0055]
图6为本发明实施例中提供的一种无线定位器标定装置示意图，如图6所示，该装置包括：信号同心圆确定模块61、信号强度测量模块62、数据拟合模块63和标定移动轨迹确定模块64。
[0056]
其中，信号同心圆确定模块61，用于以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度；信号强度测量模块62，用于按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度；数据拟合模块63，用于根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线；标定移动轨迹确定模块64，用于根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
[0057]
在一个实施例中，本发明实施例中提供的无线定位器标定装置中，标定移动轨迹确定模块具体用于：按照从圆心到圆周的顺序，在第一个同心圆上任意选择一个标定点，从第二个同心圆开始，依次从每个同心圆上选择一个到上一标定点距离最近的一个点作为每个同心圆的标定点，将无线定位器移动到每个同心圆上选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度。
[0058]
在一个实施例中，如图6所示，本发明实施例中提供的无线定位器标定装置还包括：参数配置模块65，用于获取无线定位器的最大标定距离和最小标定步长；信号同心圆确定模块61还用于根据无线定位器的最大标定距离和最小标定步长，以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，其中，各个同心圆之间的距离为最小标定步长，最大同心圆的半径为最大标定距离。
[0059]
在一个实施例中，如图6所示，本发明实施例中提供的无线定位器标定装置还包括：无线定位器标定模块66，用于：获取信号发射源发出无线信号的初始信号强度；根据初始信号强度和预设的信号衰减步长，确定一个信号衰减距离；沿横轴方向移动一个最小标定步长的距离，得到标定点的横坐标；根据标定点的横坐标计算标定点的纵坐标，判断若标定点的纵坐标是否大于0.707倍的信号衰减距离；若标定点的纵坐标大于0.707倍的信号衰减距离，则将标定点的横坐标增加一个最小标定步长，并根据增加后的横坐标重新确定一个标定点；若标定点的纵坐标小于或等于0.707倍的信号衰减距离，则将标定点的纵坐标增加一个最小标定步长，并根据增加后的纵坐标确定是否结束无线定位器的标定测试。
[0060]
在一个实施例中，本发明实施例中提供的无线定位器标定装置中，无线定位器标定模块66还用于：根据增加后的纵坐标重新确定一个标定点；测量出无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度；判断无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度是否大于预设阈值；若无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度大于预设阈值，则继续无线定位器的标定测试，按照预设的信号衰减步长，重新确定标定点的横坐标和纵坐标；若无线定位器在重新确定的标定点处对应的的信号强度小于或等于预设阈值，则结束无线定位器的标定测试。
[0061]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机设备，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，图7为本发明实施例中提供的一种计算机设备示意图，如图7所示，该计算机设备70包括存储器701、处
理器702及存储在存储器701上并可在处理器702上运行的计算机程序，处理器702执行计算机程序时实现上述无线定位器标定方法。
[0062]
基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种计算机可读存储介质，用以解决现有无线定位器标定方法由于信号衰减容易导致标定结果存在较大偏差的技术问题，该计算机可读存储介质存储有执行上述无线定位器标定方法的计算机程序。
[0063]
综上所述，本发明实施例中提供的无线定位器标定方法、装置计算机设备及计算机可读存储介质，首先以信号发射源的坐标位置为圆心，确定多个同心圆，使得每个同心圆对应信号发射源发出无线信号的一个信号强度，然后按照从圆心到圆周的顺序，依次从每个同心圆上选择一个最短距离的标定点，将无线定位器移动到选择的标定点处，测量出无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度，进而根据无线定位器在每个标定点处接收到信号发射源发出无线信号的信号强度以及每个标定点到信号发射源的距离，拟合得到一条在二维平面上的移动轨迹曲线，最后根据二维平面上的移动轨迹曲线，确定标定人员在地面上对无线定位器进行标定的移动轨迹。
[0064]
与现有技术中按照直线路径移动对无线定位器进行标定的技术方案相比，本发明实施例中提供的二维平面标定法，在一个平面内选定若干个标定点，对无线定位器进行标定，与直线路径标定距离相同且无需走回头路，在标定过程中人员移动的总距离最小，简化了标定过程，节约了标定耗费时长。
[0065]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd
‑
rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0066]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0067]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0068]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0069]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本
发明的保护范围之内。