本發(fā)明涉及室內(nèi)人員定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于gpu的高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算方法。

背景技術(shù)：

當(dāng)前，隨著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的迅猛發(fā)展，城市大型建筑和綜合體不斷涌現(xiàn)，同時(shí)，伴隨著室內(nèi)定位和并行計(jì)算技術(shù)的飛速發(fā)展，基于硬件加速器的并行計(jì)算技術(shù)有著很好的應(yīng)用前景，面對(duì)著數(shù)字城市中海量數(shù)據(jù)計(jì)算處理的挑戰(zhàn)，gpu（graphicsprocessingunit，圖形處理器）在海量數(shù)據(jù)并行計(jì)算上得到很好的發(fā)揮，特別是英偉達(dá)(nvidia)公司發(fā)布cuda(computeunifieddevicearchitecture，統(tǒng)一計(jì)算設(shè)備架構(gòu))以來，基于cuda的通用gpu計(jì)算技術(shù)已成為并行計(jì)算的主流方向，并且該技術(shù)的應(yīng)用不斷向各行各業(yè)延伸，對(duì)于城市大型商場等建筑人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算處理是給予強(qiáng)有力的技術(shù)支持。此外，加上國家提出建設(shè)智慧型和數(shù)字型城市的戰(zhàn)略要求，消費(fèi)者對(duì)于精確化、實(shí)時(shí)化和智能化的位置服務(wù)需求呈現(xiàn)大幅度增長的趨勢(shì)。位置服務(wù)已被應(yīng)用到不同的領(lǐng)域：比如消防安全、商品導(dǎo)購以及旅游服務(wù)等，此服務(wù)可以用來辨認(rèn)人或者建筑內(nèi)部的店鋪位置信息，滿足消費(fèi)者人性化的服務(wù)體驗(yàn)，契合國家新型城市建設(shè)的戰(zhàn)略目標(biāo)。

位置服務(wù)的基礎(chǔ)就是要實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的實(shí)時(shí)化定位要求，面對(duì)著城市大型建筑和綜合體建筑的消費(fèi)者定位需求，建筑內(nèi)部的探針不斷抓取人員定位信息，隨著時(shí)間的不斷推移，消費(fèi)者的人員定位數(shù)據(jù)量會(huì)不斷攀升，將這些海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳至云端服務(wù)器。對(duì)于存儲(chǔ)于云端的人員定位海量數(shù)據(jù)的計(jì)算處理成為消費(fèi)者定位服務(wù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。目前，國內(nèi)高校、研究所和企事業(yè)單位對(duì)于海量數(shù)據(jù)計(jì)算和處理也有了一定的研究。有提出利用多核cpu并行計(jì)算的方法處理和計(jì)算海量數(shù)據(jù)，針對(duì)數(shù)據(jù)量的大小和計(jì)算機(jī)的處理能力，合理配置計(jì)算機(jī)的數(shù)量和核數(shù)，在一定程度上可以滿足數(shù)據(jù)處理和計(jì)算的需求，但是在數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性上以及資源的合理利用上還是有一定的局限性；此外，有提出利用gpu技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)并行計(jì)算，提高計(jì)算效率和處理能力，但是還未有人應(yīng)用到室內(nèi)人員定位的數(shù)據(jù)計(jì)算和處理上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于gpu的高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算方法，借助室內(nèi)定位、gpu、cuda、深度學(xué)習(xí)和并行計(jì)算等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高效化、實(shí)時(shí)化云端服務(wù)器端人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算和處理，實(shí)時(shí)提供消費(fèi)者位置服務(wù)信息。

本發(fā)明一種基于gpu的高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算方法，包括：

通過商場探針測定設(shè)定人員位置并形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的步驟；

將所述設(shè)定人員的測定位置與其準(zhǔn)確位置進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不斷進(jìn)行校正的步驟；以及

通過cuda架構(gòu)進(jìn)行海量人員定位數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)確定商場人員空間位置的步驟。

進(jìn)一步的，建立和校正基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的具體步驟為：

步驟一、設(shè)定人員處在已知位置，布置在商場不同位置的探針依據(jù)探針接收到的信號(hào)強(qiáng)度，通過定位算法，計(jì)算得到設(shè)定人員的測定位置；

步驟二、多個(gè)設(shè)定人員的測定位置信息形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；

步驟三、將步驟一中計(jì)算得到的所述設(shè)定人員測定位置與其已知位置對(duì)比，并根據(jù)已知位置校正所述測定位置；

步驟四、建立測定位置與已知位置之間的相互關(guān)系模型，通過不斷重復(fù)步驟三，逐步提高測定位置相對(duì)于已知位置的精確度；

步驟五、根據(jù)步驟四中得到的測定位置信息對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行不斷修正。

進(jìn)一步的，所述已知位置，指的是設(shè)定人員處于具有準(zhǔn)確空間坐標(biāo)的已知點(diǎn)，或設(shè)定人員的位置信息由精確測量得到。

進(jìn)一步的，所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫上傳至云端服務(wù)器。

進(jìn)一步的，實(shí)時(shí)確定商場移動(dòng)人員空間位置的步驟具體為：

步驟一、商場內(nèi)探針抓取移動(dòng)人員定位數(shù)據(jù)包；

步驟二、將抓取的移動(dòng)人員定位數(shù)據(jù)包上傳至云端服務(wù)器；

步驟三、通過cuda架構(gòu)進(jìn)行海量人員定位數(shù)據(jù)處理；

步驟四、確定移動(dòng)人員在商場內(nèi)的實(shí)時(shí)空間位置信息。

進(jìn)一步的，該方法用于大型建筑綜合商業(yè)體。

本發(fā)明的有益效果為：

1、該方法突破了之前只能利用cpu進(jìn)行串行人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算局限，再結(jié)合cuda架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)將后端人員定位數(shù)據(jù)移植到gpu上進(jìn)行并行計(jì)算，大大提升了計(jì)算的效率，保障人員定位海量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化計(jì)算的同時(shí)，能夠節(jié)約設(shè)備計(jì)算成本，以及gpu在計(jì)算處理當(dāng)前大型商場高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)上還存在一定的冗余量，完全可以滿足未來對(duì)于增長的人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算處理的需求；高效計(jì)算，實(shí)時(shí)定位，高質(zhì)量位置服務(wù)；

2、借助商場探針對(duì)自行設(shè)定的人員進(jìn)行前期的深度學(xué)習(xí)，獲取人員的定位信息，依據(jù)前期的指定位置，保障人員定位計(jì)算的深度學(xué)習(xí)，從而形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；以此實(shí)現(xiàn)對(duì)后期的用戶在商場內(nèi)人員定位信息的實(shí)時(shí)自反饋驗(yàn)證，確保定位信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

附圖說明

圖1所示為本發(fā)明實(shí)施例一種基于gpu的高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下文將結(jié)合具體附圖詳細(xì)描述本發(fā)明具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)注意的是，下述實(shí)施例中描述的技術(shù)特征或者技術(shù)特征的組合不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為是孤立的，它們可以被相互組合從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。在下述實(shí)施例的附圖中，各附圖所出現(xiàn)的相同標(biāo)號(hào)代表相同的特征或者部件，可應(yīng)用于不同實(shí)施例中。

本發(fā)明實(shí)施例可用于大型建筑綜合商業(yè)體、大型商場、大型室內(nèi)體育場等多種人流密集的場合；不失一般性，下述實(shí)施例中以商場為例。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一種基于gpu的高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算方法，包括；

通過商場探針測定設(shè)定人員位置并形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的步驟；

將所述設(shè)定人員的測定位置與其準(zhǔn)確位置進(jìn)行對(duì)比，并對(duì)所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫不斷進(jìn)行校正的步驟；以及

通過cuda架構(gòu)進(jìn)行海量人員定位數(shù)據(jù)處理，并實(shí)時(shí)確定商場人員空間位置的步驟。

優(yōu)選的，建立和校正基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的具體步驟為：

步驟一、設(shè)定人員處在已知位置，布置在商場不同位置的探針依據(jù)探針接收到的信號(hào)強(qiáng)度，通過定位算法，計(jì)算得到設(shè)定人員的測定位置；所述已知位置，指的是設(shè)定人員處于具有準(zhǔn)確空間坐標(biāo)的已知點(diǎn)，或設(shè)定人員的位置信息由精確測量得到。

步驟二、多個(gè)設(shè)定人員的測定位置信息形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；

步驟三、將步驟一中計(jì)算得到的所述設(shè)定人員測定位置與其已知位置對(duì)比，并根據(jù)已知位置校正所述測定位置；

步驟四、建立測定位置與已知位置之間的相互關(guān)系模型，通過不斷重復(fù)步驟三，逐步提高測定位置相對(duì)于已知位置的精確度；

步驟五、根據(jù)步驟四中得到的測定位置信息對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行不斷修正。

所述基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫可以根據(jù)需要上傳至云端服務(wù)器或本地保存。

優(yōu)選的，實(shí)時(shí)確定商場移動(dòng)人員空間位置的步驟具體為：

步驟一、商場內(nèi)探針抓取移動(dòng)人員定位數(shù)據(jù)包；

步驟二、將抓取的移動(dòng)人員定位數(shù)據(jù)包上傳至云端服務(wù)器；

步驟三、通過cuda架構(gòu)進(jìn)行海量人員定位數(shù)據(jù)處理；

步驟四、確定移動(dòng)人員在商場內(nèi)的實(shí)時(shí)空間位置信息。

在實(shí)際應(yīng)用中，以大型商場或綜合體為例，面對(duì)建筑面積達(dá)到幾萬甚至幾十萬平方米的場所，特別是重要節(jié)日或者活動(dòng)日，人流量在幾萬人次或者更多，針對(duì)商場內(nèi)部的每個(gè)人，商場內(nèi)部部署的探針在一段時(shí)間內(nèi)抓取人員定位數(shù)據(jù)，記錄下每個(gè)人的手機(jī)mac地址、直線距離、抓取時(shí)間以及間隔時(shí)間，將這些數(shù)據(jù)包上傳至云端服務(wù)器，面對(duì)單個(gè)個(gè)體，不同的探針都會(huì)有對(duì)應(yīng)的記錄，并且隨著時(shí)間的推移，數(shù)據(jù)量不斷地累加，上傳至云端的數(shù)據(jù)量可能呈現(xiàn)指數(shù)形式的增長，達(dá)到海量數(shù)據(jù)的級(jí)別。與此同時(shí)，云端數(shù)據(jù)庫要同步計(jì)算上傳的定位數(shù)據(jù)，確定人員在商場內(nèi)的空間位置，反饋給每位消費(fèi)者，從而實(shí)現(xiàn)消費(fèi)者的位置服務(wù)體驗(yàn)。由于目前大部分計(jì)算設(shè)備的核數(shù)在4、8、16、32不等，計(jì)算處理1個(gè)人的定位數(shù)據(jù)需要單核100ms的時(shí)間，以32核的計(jì)算設(shè)備為例，可以同時(shí)計(jì)算32個(gè)人的定位數(shù)據(jù)，針對(duì)大型商場幾萬人的定位數(shù)據(jù)計(jì)算，如32000人的定位數(shù)據(jù)計(jì)算，需要32核的計(jì)算設(shè)備1000臺(tái)，位置服務(wù)成本很大。此外，由于需要一段時(shí)間內(nèi)抓取人員定位數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算才能精準(zhǔn)定位，比如需要1s的時(shí)長，而由于cpu計(jì)算時(shí)本身的局限，需要有1.1s的定位計(jì)算時(shí)間才能確定人員空間位置，就會(huì)有0.1s的定位誤差；在1h的定位時(shí)長內(nèi)，會(huì)有6min的定位誤差，隨著時(shí)間的推移，海量數(shù)據(jù)的不斷上傳計(jì)算，定位的累積誤差會(huì)越來越大，消費(fèi)者的位置服務(wù)體驗(yàn)效果將會(huì)受到很大影響。因?yàn)槭覂?nèi)定位算法的特殊性，對(duì)于每個(gè)人的定位計(jì)算算法是相同的，加上人員定位數(shù)據(jù)的有限性，滿足多線程的并行計(jì)算條件，通過前期的人員定位算法的不斷深入學(xué)習(xí)，成功實(shí)現(xiàn)定位算法由之前基于cpu的串行計(jì)算演變成基于gpu的并行計(jì)算。本發(fā)明實(shí)施例結(jié)合cuda架構(gòu)將上傳至云端的人員定位海量數(shù)據(jù)移植到gpu芯片上進(jìn)行并行計(jì)算處理，巧妙地匹配了高并發(fā)室內(nèi)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算的需要，同時(shí)規(guī)避了人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算累積誤差，保證了商場內(nèi)消費(fèi)者定位信息的實(shí)時(shí)性。本方法是對(duì)新時(shí)代下大型商場等建筑內(nèi)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算處理方法的補(bǔ)充，大大降低了高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算的成本，真正實(shí)現(xiàn)多線程、高精準(zhǔn)、全方位的人員定位服務(wù)模式。

本發(fā)明有益效果為：

1、該方法突破了之前只能利用cpu進(jìn)行串行人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算局限，再結(jié)合cuda架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)將后端人員定位數(shù)據(jù)移植到gpu上進(jìn)行并行計(jì)算，大大提升了計(jì)算的效率，保障人員定位海量數(shù)據(jù)精準(zhǔn)化計(jì)算的同時(shí)，能夠節(jié)約設(shè)備計(jì)算成本，以及gpu在計(jì)算處理當(dāng)前大型商場高并發(fā)人員定位數(shù)據(jù)上還存在一定的冗余量，完全可以滿足未來對(duì)于增長的人員定位數(shù)據(jù)計(jì)算處理的需求；高效計(jì)算，實(shí)時(shí)定位，高質(zhì)量位置服務(wù)；

2、借助商場探針對(duì)自行設(shè)定的人員進(jìn)行前期的深度學(xué)習(xí)，獲取人員的定位信息，依據(jù)前期的指定位置，保障人員定位計(jì)算的深度學(xué)習(xí)，從而形成基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫；以此實(shí)現(xiàn)對(duì)后期的用戶在商場內(nèi)人員定位信息的實(shí)時(shí)自反饋驗(yàn)證，確保定位信息的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性。

本文雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。