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室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置與流程

文檔序號(hào):12500990閱讀:252來源:國(guó)知局
室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置與流程

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域,特別涉及室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置。



背景技術(shù):

無線信號(hào)傳播在很大程度上依賴環(huán)境的幾何和導(dǎo)電特性,與室外環(huán)境相比,室內(nèi)環(huán)境復(fù)雜多變,無線信號(hào)在室內(nèi)傳播過程中易受到如家具的位置、建筑材料結(jié)構(gòu)、室內(nèi)人員的密度和分布等因素的影響,出現(xiàn)反射、繞射和散射等現(xiàn)象,而這些都將引起不同程度的信號(hào)衰減,使得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度與終端測(cè)量到的接收信號(hào)強(qiáng)度RSSre(RSS,Received Signal Strength)之間存在很大的誤差。

其中,由于很多短距離無線通信設(shè)備,主要依賴直射路徑進(jìn)行無線傳輸,因此,在室內(nèi)環(huán)境中,無線信號(hào)很容易受到人體的遮擋,而人體各種器官均為有耗介質(zhì),在外電磁場(chǎng)的作用下,將產(chǎn)生感應(yīng)磁場(chǎng),進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電流,吸收和耗散電磁能量,造成無線信號(hào)的衰減。

實(shí)際應(yīng)用中,會(huì)對(duì)終端測(cè)量得到的接收信號(hào)強(qiáng)度,即接收到的衰減信號(hào),進(jìn)行補(bǔ)償,添加傳播過程中引起的損耗量,等于發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,據(jù)此確定室內(nèi)無線信號(hào)傳播模型,然后,可以根據(jù)該模型得到信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與終端之間的距離,進(jìn)一步地,實(shí)現(xiàn)基于RSS進(jìn)行的定位。具體地,現(xiàn)有的基于RSS的室內(nèi)定位方法中,定位服務(wù)器在接收到終端發(fā)送的接收信號(hào)強(qiáng)度與信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息后,首先會(huì)根據(jù)標(biāo)識(shí)信息確定對(duì)應(yīng)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度以及信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)的位置信息,然后,得到發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度與接收信號(hào)強(qiáng)度之間的差值,并根據(jù)該差值計(jì)算信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與終端間的距離,最后根據(jù)計(jì)算獲得距離以及信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)的位置信息,對(duì)該終端進(jìn)行定位。

但在現(xiàn)有的室內(nèi)無線信號(hào)補(bǔ)償方法中,針對(duì)室內(nèi)路徑損耗,在自由空間損耗的基礎(chǔ)上,附加損耗因子一般只考慮了除人之外的障礙物引起的損耗,例如室內(nèi)不同類型的墻和地板引起的損耗,而并未考慮人員因素,使得RSS補(bǔ)償不足,導(dǎo)致?lián)擞?jì)算得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與終端之間的距離不夠精確,進(jìn)一步地,導(dǎo)致基于RSS定位方法的定位精度不高。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置,以對(duì)RSS做進(jìn)一步的補(bǔ)償,進(jìn)而提高基于RSS定位方法的定位精度。

為達(dá)到上述目的,本發(fā)明實(shí)施例公開了室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置。技術(shù)方案如下:

第一方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法,所述方法包括:

獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

根據(jù)所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

可選地,所述確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,包括:

確定所述目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量;

所述根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗,包括:

根據(jù)所述第一數(shù)量和男性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述男性人員引起的第一人體穿透損耗;

根據(jù)所述第二數(shù)量和女性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述女性人員引起的第二人體穿透損耗;

根據(jù)所述第一人體穿透損耗和所述第二人體穿透損耗,確定所述目標(biāo)人體穿透損耗。

可選地,所述確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,包括:

采用基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

可選地,所述根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗的步驟,包括:

按照以下公式進(jìn)行計(jì)算,確定目標(biāo)人體穿透損耗:

Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

其中,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,n為所述人員數(shù)量,SARAV為所述比吸收率。

可選地,所述補(bǔ)償關(guān)系為:

RSStr=RSSre+Lhuman+L

其中,RSStr為所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,RSSre為所述接收信號(hào)強(qiáng)度,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,L為所述目標(biāo)路徑損耗。

第二方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位方法,所述方法包括:

獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗;

根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離;

根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定所述終端的位置信息。

可選地,所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系為:

其中,L為所述目標(biāo)路徑損耗,d0為預(yù)設(shè)參考距離;L(d0)為根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息確定的,所述無線信號(hào)傳播至d0處的自由空間損耗;d為所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)與所述終端間的傳播距離;α為預(yù)設(shè)的信號(hào)衰減因子;χ~N(0,σ2)為預(yù)設(shè)的均值為0的高斯分布。

第三方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償裝置,所述裝置包括:

第一獲得模塊,用于獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

第一確定模塊,用于確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

第二確定模塊,用于根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

第二獲得模塊,用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

第三獲得模塊,用于根據(jù)所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

可選地,所述第一確定模塊,具體用于:

確定所述目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量;

所述第二確定模塊,具體用于:

根據(jù)所述第一數(shù)量和男性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述男性人員引起的第一人體穿透損耗;

根據(jù)所述第二數(shù)量和女性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述女性人員引起的第二人體穿透損耗;

根據(jù)所述第一人體穿透損耗和所述第二人體穿透損耗,確定所述目標(biāo)人體穿透損耗。

可選地,所述第一確定模塊,具體用于:

采用基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

可選地,所述第二確定模塊,具體用于:

按照以下公式進(jìn)行計(jì)算,確定目標(biāo)人體穿透損耗:

Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

其中,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,n為所述人員數(shù)量,SARAV為所述比吸收率。

可選地,所述補(bǔ)償關(guān)系為:

RSStr=RSSre+Lhuman+L

其中,RSStr為所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,RSSre為所述接收信號(hào)強(qiáng)度,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,L為所述目標(biāo)路徑損耗。

第四方面,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位裝置,所述裝置包括:

第一獲得模塊,用于獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

第一確定模塊,用于確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

第二確定模塊,用于根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

第二獲得模塊,用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

第三獲得模塊,用于根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗;

第四獲得模塊,用于根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離;

第三確定模塊,用于根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定所述終端的位置信息。

可選地,所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系為:

其中,L為所述目標(biāo)路徑損耗,d0為預(yù)設(shè)參考距離;L(d0)為根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息確定的,所述無線信號(hào)傳播至d0處的自由空間損耗;d為所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)與所述終端間的傳播距離;α為預(yù)設(shè)的信號(hào)衰減因子;χ~N(0,σ2)為預(yù)設(shè)的均值為0的高斯分布。

在本發(fā)明實(shí)施例所提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法中,首先,接收終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,并根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;然后,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗,其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

可以理解的是,與現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)路徑損耗只考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗相比,本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)補(bǔ)償方法中,即考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗,又考慮了人體穿透損耗,所確定的目標(biāo)路徑損耗更準(zhǔn)確,因此,根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)之間的距離更精確,進(jìn)而,使得在采用基于RSS的定位方法時(shí),定位的精度更高。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法的一種流程示意圖;

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)定位方法的一種流程示意圖;

圖3為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的室內(nèi)定位裝置的一種結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

為了對(duì)RSS做進(jìn)一步的補(bǔ)償,進(jìn)而提高基于RSS定位方法的定位精度,本發(fā)明實(shí)施例提供了室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法及裝置和定位方法及裝置。

下面首先對(duì)本發(fā)明實(shí)施例提供的一種室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法進(jìn)行介紹。

需要說明的是,現(xiàn)有技術(shù)中,根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度與接收信號(hào)強(qiáng)度之間的差值,即傳播過程中的室內(nèi)路徑損耗,計(jì)算信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與終端間的距離,具體地,是直接將室內(nèi)路徑損耗等同于目標(biāo)路徑損耗(即自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗),再根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,計(jì)算獲得發(fā)射信號(hào)節(jié)點(diǎn)與終端間的距離。

參見圖1,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法,包括如下步驟:

S101,獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息。

其中,終端可以為智能手機(jī),也可以為平板手機(jī)等能夠拍照和測(cè)量無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度的終端設(shè)備,在此不作限定。

需要說明的是,目標(biāo)圖像為終端拍攝的、關(guān)于處于無線信號(hào)遮擋中的人員的照片;無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度及無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息可以為終端通過自帶的傳感器通過測(cè)量得到的,具體地,關(guān)于終端如何獲得無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度及對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,為現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。

可以理解的是,無線信號(hào)的傳播是球形的,而在半徑相同的球面上,信號(hào)值是相同的,因此,實(shí)際應(yīng)用中,可以認(rèn)為人員在室內(nèi)是均勻分布的,針對(duì)終端在拍攝目標(biāo)圖像時(shí)的方向等因素不作限定。

S102,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

具體地,所述確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,可以包括:

采用基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

其中,基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法為現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。當(dāng)然,也可以通過其他可行的方法來確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,不限于基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法。

可以理解的是,男性和女性由于人體組織構(gòu)造的不同,對(duì)無線信號(hào)產(chǎn)生的衰減也有所不同,為在后續(xù)步驟中更精確地確定人體穿透損耗,所述確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,可以包括:

確定目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量。

其中,關(guān)于如何確定目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量,同樣可以采用基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,或者除該方法之外的其他方法,在此不作限定。

S103,根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗。

其中,比吸收率(SAR,Specific Absorption Rate)為單位質(zhì)量人體組織吸收或消耗的電磁功率,單位為W/kg(瓦/千克)。

實(shí)際應(yīng)用中,通??梢韵葘?duì)人體進(jìn)行建模,再利用FDTD(Finite Difference Time Domain,時(shí)域有限差分法)計(jì)算獲得人體平均SAR或者人體各器官組織的平均SAR。

需要說明的是,F(xiàn)DTD是一種優(yōu)秀的電磁分析方法,用于分析人體電磁劑量的分布。根據(jù)FDTD可列出人體模型中每個(gè)基本的網(wǎng)格單元的六個(gè)場(chǎng)分量:Hx、Hy、Hz、Ex、Ey、Ez,其中,Hx、Hy、Hz表示電場(chǎng)的三維場(chǎng)分量,Ex、Ey、Ez表示磁場(chǎng)的三維場(chǎng)分量,具體地,Ex、Hy分別如下所示:

其中,n為網(wǎng)格單元的序號(hào),表示公式(1)、(2)為第n個(gè)網(wǎng)格單元的場(chǎng)分量,(i,j,k)表示網(wǎng)格單元的坐標(biāo)值;且

可以理解的是,σ、ε為人體電參數(shù),表示每個(gè)網(wǎng)格單元生物組織的電導(dǎo)率和電容率,其中,σx表示電導(dǎo)率在x方向上的分量,εx表示電容率在x方向上的分量,μx表示磁導(dǎo)率在x方向上的分量,Sx表示人體磁損耗,Δt表示時(shí)間的增量。

此外,其他四個(gè)分量Hx、Hz、Ey、Ez與公式(1)和(2)是一致的,且為現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。

進(jìn)而,根據(jù)Hx、Hy、Hz、Ex、Ey、Ez,得到人體模型中各網(wǎng)格單元的SAR:

其中,公式(7)可以簡(jiǎn)寫為,σ為每個(gè)網(wǎng)格單元生物組織的電導(dǎo)率,單位為S/m;E為生物組織的電場(chǎng)強(qiáng)度值;ρ為生物組織質(zhì)量的密度,單位為kg/m3。

由于人體各組織和器官的電導(dǎo)率和介電常數(shù)不同,因此人體內(nèi)部平均SAR計(jì)算公式為:

其中,v=(i,j,k),單位為V/m;需要強(qiáng)調(diào)的是,利用FDTD獲得人體內(nèi)部平均SAR的方法屬于現(xiàn)有技術(shù),不再贅述。

可以理解的是,考慮到實(shí)用性,以及比吸收率的特性,應(yīng)用中,可以忽略人體間的差異,直接從相關(guān)研究中取一個(gè)合理的數(shù)值,如0.16W/kg,作為平均的比吸收率。

此外,在計(jì)算目標(biāo)人體穿透損耗時(shí),為計(jì)算方便,目標(biāo)圖像中人員的體重也可以忽略人體間的差異,取作平均值,如60kg,那么,人員引起的無線信號(hào)的功率損耗為:P=n×60×SARAV,單位為W,其中,n為S102中確定的目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,SARAV為比吸收率,由于接受信號(hào)強(qiáng)度的單位為dBm,同時(shí)為了方便后續(xù)計(jì)算,可以將P的單位由W轉(zhuǎn)換為dBm,得到的值即為目標(biāo)人體穿透損耗。

具體地,所述根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗的步驟,可以包括:

按照以下公式進(jìn)行計(jì)算,確定目標(biāo)人體穿透損耗:

其中,Lhuman為目標(biāo)人體穿透損耗。

可以理解的是,由于男性與女性的人體組織間的差異性,為了得到更精確的計(jì)算結(jié)果,也可以將目標(biāo)圖像中的人員按性別進(jìn)行劃分,并分別計(jì)算各自的人體穿透損耗。具體地,S102,所述確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,可以包括:

確定目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量;

相應(yīng)地,所述根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗,可以包括:

根據(jù)第一數(shù)量和男性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定男性人員引起的第一人體穿透損耗;

根據(jù)第二數(shù)量和女性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定女性人員引起的第二人體穿透損耗;

根據(jù)第一人體穿透損耗和第二人體穿透損耗,確定目標(biāo)人體穿透損耗。

舉例而言,假設(shè)目標(biāo)圖像中男性人員有3個(gè),女性人員有4個(gè),那么,便可以根據(jù)男性人員對(duì)應(yīng)的比吸收率計(jì)算獲得3個(gè)男性人員引起的第一人體穿透損耗,根據(jù)女性人員對(duì)應(yīng)的比吸收率計(jì)算獲得4個(gè)女性人員引起的第一人體穿透損耗,則,第一人體穿透損耗與第二人體穿透損耗之和便為目標(biāo)人體穿透損耗。

S104,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度。

其中,標(biāo)識(shí)信息能夠唯一識(shí)別無線發(fā)射信號(hào),而在實(shí)際應(yīng)用中,一般無線信號(hào)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度是已知的,與無線信號(hào)的標(biāo)識(shí)信息相對(duì)應(yīng),根據(jù)標(biāo)識(shí)信息便可以獲得對(duì)應(yīng)的發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度。可以理解的是,發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度為將無線信號(hào)的發(fā)射功率的單位W換算成dBm后得到的值。

S105,根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗。

其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

可以理解的是,所述補(bǔ)償關(guān)系為:

RSStr=RSSre+Lhuman+L (10)

其中,RSStr為發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,RSSre為接收信號(hào)強(qiáng)度,Lhuman為目標(biāo)人體穿透損耗,L為目標(biāo)路徑損耗。此外,公式(10)也可以稱作室內(nèi)無線信號(hào)傳播模型。

因此,由補(bǔ)償關(guān)系可得:L=RSStr-RSSre-Lhuman,其中RSStr為在S104中獲得的,RSSre為在S101中獲得的,Lhuman為在S103中獲得的。可以理解的是,目標(biāo)路徑損耗與無線信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)和終端間距離相關(guān)。

在圖1所示實(shí)施例所提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法中,首先,接收終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,并根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;然后,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗,其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

可以理解的是,與現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)路徑損耗只考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗相比,圖1所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)補(bǔ)償方法中,即考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗,又考慮了人體穿透損耗,所確定的目標(biāo)路徑損耗更準(zhǔn)確,因此,根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)之間的距離更精確,進(jìn)而,使得在采用基于RSS的定位方法時(shí),定位的精度更高。

實(shí)際應(yīng)用中,可基于圖1所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法,進(jìn)行室內(nèi)的定位,參見圖2所示,本發(fā)明實(shí)施例所提供的室內(nèi)定位方法,應(yīng)用于室內(nèi)定位系統(tǒng)服務(wù)器,包括如下步驟:

S201,獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息。

S202,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

S203,根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗。

S204,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度。

S205,根據(jù)發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗。

其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗;

可以看出,S201至S205與圖1所示實(shí)施例中的S101至S105相同,因此,此處不再進(jìn)行詳細(xì)說明。

S206,根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離。

需要說明的是,終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系可以為:

其中,公式(11)也可以稱作室內(nèi)傳播衰減因子模型;L為目標(biāo)路徑損耗;d0為預(yù)設(shè)參考距離,一般為1m;L(d0)為根據(jù)標(biāo)識(shí)信息確定的,無線信號(hào)傳播至d0處的自由空間損耗,L(d0)可以是預(yù)先保存在定位系統(tǒng)服務(wù)器上的,也可以是根據(jù)終端發(fā)送的標(biāo)識(shí)信息以及無線信號(hào)的相關(guān)信息實(shí)時(shí)計(jì)算獲得的,在此不作限定;d為發(fā)射節(jié)點(diǎn)與終端間的傳播距離;α為預(yù)設(shè)的信號(hào)衰減因子,范圍可以為2~4,此外,可以理解的是,障礙物越多,α值越大,因此,接收到的平均能量下降的速度隨著距離的增加而變得越來越快;χ~N(0,σ2)為預(yù)設(shè)的均值為0的高斯分布,且標(biāo)準(zhǔn)偏差σ范圍為4~6。

可以看出,上述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系的關(guān)系式,是關(guān)于d的一次方程,可以進(jìn)行求解獲得d,即終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離。

其中,終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,也可以為除上述之外的其他合理的數(shù)學(xué)關(guān)系,在此不作限定。

S207,根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定終端的位置信息。

需要說明的是,根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離,可以確定終端的位置信息,關(guān)于具體如何根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定終端的位置信息,為現(xiàn)有技術(shù),此處不再贅述。

實(shí)際應(yīng)用中,發(fā)射節(jié)點(diǎn)又可以稱作參考節(jié)點(diǎn),其位置信息是已知的,那么,便可以采用圖2所示實(shí)施例提供的技術(shù)方案,確定出終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離后,根據(jù)該距離及發(fā)射節(jié)點(diǎn)的位置信息確定出終端的位置信息。

在圖2所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位方法中,首先,接收終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,并根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;然后,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗,再根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離,并根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定終端的位置信息;其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗??梢岳斫獾氖?,與現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)路徑損耗只考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗相比,圖2所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位方法中,即考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗,又考慮了人體穿透損耗,所確定的目標(biāo)路徑損耗更準(zhǔn)確,因此,根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)之間的距離更精確,進(jìn)而,使得在采用基于RSS的定位方法時(shí),定位的精度更高。

相應(yīng)于圖1所示方法實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償裝置,如圖3所示,所述裝置包括:

第一獲得模塊301,用于獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

第一確定模塊302,用于確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

第二確定模塊303,用于根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

第二獲得模塊304,用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

第三獲得模塊305,用于根據(jù)所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗。

在圖3所示實(shí)施例所提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)的補(bǔ)償方法中,首先,接收終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,并根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;然后,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗,其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗??梢岳斫獾氖?,與現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)路徑損耗只考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗相比,圖3所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位無線信號(hào)補(bǔ)償方法中,即考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗,又考慮了人體穿透損耗,所確定的目標(biāo)路徑損耗更準(zhǔn)確,因此,根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)之間的距離更精確,進(jìn)而,使得在采用基于RSS的定位方法時(shí),定位的精度更高。

具體地,所述第一確定模塊302,具體可以用于:

確定所述目標(biāo)圖像中的男性人員的第一數(shù)量和女性人員的第二數(shù)量;

相應(yīng)地,所述第二確定模塊303,具體可以用于:

根據(jù)所述第一數(shù)量和男性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述男性人員引起的第一人體穿透損耗;

根據(jù)所述第二數(shù)量和女性對(duì)應(yīng)的比吸收率,確定所述女性人員引起的第二人體穿透損耗;

根據(jù)所述第一人體穿透損耗和所述第二人體穿透損耗,確定所述目標(biāo)人體穿透損耗。

具體地,所述第一確定模塊302,具體可以用于:

采用基于圖像邊緣檢測(cè)的室內(nèi)人數(shù)統(tǒng)計(jì)方法,確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量。

具體地,所述第二確定模塊303,具體可以用于:

按照以下公式進(jìn)行計(jì)算,確定目標(biāo)人體穿透損耗:

Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

其中,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,n為所述人員數(shù)量,SARAV為所述比吸收率。

具體地,所述補(bǔ)償關(guān)系可以為:

RSStr=RSSre+Lhuman+L

其中,RSStr為所述發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,RSSre為所述接收信號(hào)強(qiáng)度,Lhuman為所述目標(biāo)人體穿透損耗,L為所述目標(biāo)路徑損耗。

相應(yīng)于圖2所示方法實(shí)施例,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種室內(nèi)定位裝置,如圖4所示,所述裝置包括:

第一獲得模塊401,用于獲得終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和所述無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息;

第一確定模塊402,用于確定所述目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量;

第二確定模塊403,用于根據(jù)所述人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;

第二獲得模塊404,用于根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度;

第三獲得模塊405,用于根據(jù)所述發(fā)送信號(hào)強(qiáng)度等于所述接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和所述目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得所述目標(biāo)路徑損耗;所述目標(biāo)路徑損耗包括所述無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗;

第四獲得模塊406,用于根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離;

第三確定模塊407,用于根據(jù)所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定所述終端的位置信息。

在圖4所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位方法中,首先,接收終端發(fā)送的目標(biāo)圖像、無線信號(hào)的接收信號(hào)強(qiáng)度和無線信號(hào)對(duì)應(yīng)的發(fā)射節(jié)點(diǎn)的標(biāo)識(shí)信息,確定目標(biāo)圖像中的人員數(shù)量,并根據(jù)人員數(shù)量和比吸收率,確定目標(biāo)人體穿透損耗;然后,根據(jù)標(biāo)識(shí)信息,獲得發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度等于接收信號(hào)強(qiáng)度與目標(biāo)路徑損耗和目標(biāo)人體穿透損耗之和的補(bǔ)償關(guān)系,獲得目標(biāo)路徑損耗,再根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系,計(jì)算獲得終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離,并根據(jù)終端與發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離確定終端的位置信息;其中,目標(biāo)路徑損耗包括無線信號(hào)的自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗??梢岳斫獾氖?,與現(xiàn)有技術(shù)中室內(nèi)路徑損耗只考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗相比,圖4所示實(shí)施例提供的室內(nèi)定位方法中,即考慮了自由空間損耗和除人之外的障礙物引起的損耗,又考慮了人體穿透損耗,所確定的目標(biāo)路徑損耗更準(zhǔn)確,因此,根據(jù)目標(biāo)路徑損耗與傳播距離的關(guān)系,得到的信號(hào)發(fā)射節(jié)點(diǎn)與信號(hào)接收節(jié)點(diǎn)之間的距離更精確,進(jìn)而,使得在采用基于RSS的定位方法時(shí),定位的精度更高。

具體地,所述終端與所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)間距離與所述目標(biāo)路徑損耗之間的關(guān)系可以為:

其中,L為所述目標(biāo)路徑損耗,d0為預(yù)設(shè)參考距離;L(d0)為根據(jù)所述標(biāo)識(shí)信息確定的,所述無線信號(hào)傳播至d0處的自由空間損耗;d為所述發(fā)射節(jié)點(diǎn)與所述終端間的傳播距離;α為預(yù)設(shè)的信號(hào)衰減因子;χ~N(0,σ2)為預(yù)設(shè)的均值為0的高斯分布。

需要說明的是,在本文中,諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開來,而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且,術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含,從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素,而且還包括沒有明確列出的其他要素,或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下,由語句“包括一個(gè)……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。

本說明書中的各個(gè)實(shí)施例均采用相關(guān)的方式描述,各個(gè)實(shí)施例之間相同相似的部分互相參見即可,每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處。尤其,對(duì)于裝置實(shí)施例而言,由于其基本相似于方法實(shí)施例,所以描述的比較簡(jiǎn)單,相關(guān)之處參見方法實(shí)施例的部分說明即可。

本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述方法實(shí)施方式中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成,所述的程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中,這里所稱得的存儲(chǔ)介質(zhì),如:ROM/RAM、磁碟、光盤等。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等,均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

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