移動終端的定位方法及定位裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種移動終端的定位方法和一種移動 終端的定位裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是面向事件的監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對于大多數(shù)應(yīng)用，不知道傳感器位置而 感知的數(shù)據(jù)是沒有意義的。實時地確定事件發(fā)生的位置或獲取消息的節(jié)點位置是傳感器網(wǎng) 絡(luò)最基本的功能之一，也是提供監(jiān)測事件位置信息的前提，所以定位技術(shù)對傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用的有效性起著關(guān)鍵的作用。
[0003] 但是傳統(tǒng)的GPS(Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）等定位系統(tǒng)的室內(nèi) 定位精度差，并且也不適用于進(jìn)行室內(nèi)定位。因此，如何能夠提高終端定位的準(zhǔn)確性，尤其 是室內(nèi)定位的準(zhǔn)確性成為亟待解決的技術(shù)問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明正是基于上述技術(shù)問題至少之一，提出了一種新的移動終端的定位方案， 可以有效提高二維定位和三維定位的準(zhǔn)確度，尤其可以提高室內(nèi)定位的準(zhǔn)確度。
[0005] 有鑒于此，本發(fā)明提出了一種移動終端的定位方法，包括：接收多個錨節(jié)點中的每 個錨節(jié)點發(fā)送的包含有所述每個錨節(jié)點的標(biāo)識信息和位置信息的廣播信號；根據(jù)接收到的 所述廣播信號的強度確定所述移動終端與所述每個錨節(jié)點之間的距離，以得到包含多個距 離值的距離集合；基于所述距離集合和所述每個錨節(jié)點的位置信息，計算所述移動終端的 第一坐標(biāo)集合；按照所述廣播信號的強度由大到小的順序，選取所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù) 量個錨節(jié)點構(gòu)成至少一個三角形或四面體，并基于加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計 算得到所述移動終端的第二坐標(biāo)集合；根據(jù)所述第二坐標(biāo)集合和所述第二坐標(biāo)集合中的每 個坐標(biāo)到所述至少一個三角形或所述四面體中對應(yīng)的三角形或四面體頂點的距離，通過加 權(quán)質(zhì)心算法計算所述移動終端的坐標(biāo)位置。
[0006] 在該技術(shù)方案中，通過接收錨節(jié)點發(fā)送的廣播信號，以計算與錨節(jié)點之間的距 離，進(jìn)而確定移動終端的第一坐標(biāo)集合，并通過兩次加權(quán)質(zhì)心算法對移動終端的坐標(biāo)位置 進(jìn)行計算，使得能夠借助于其它錨節(jié)點實現(xiàn)定位，尤其適用于室內(nèi)定位的場景。同時，若 移動終端距離錨節(jié)點越近，則由廣播信號強度值（即RSSI，Received Signal Strength Indication，接收信號強度指示）的偏差產(chǎn)生的絕對誤差越小，因此通過選擇廣播信號的 強度較大的預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點進(jìn)行加權(quán)質(zhì)心算法，有效提高了二維定位和三維定位的準(zhǔn)確 度。其中，錨節(jié)點發(fā)送的廣播信號可以是藍(lán)牙信號。
[0007] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)接收到的所述廣播信號的強度確定所述移動終 端與所述每個錨節(jié)點之間的距離的步驟具體包括：接收所述每個錨節(jié)點周期性發(fā)送的所述 廣播信號；計算接收到的所述每個錨節(jié)點發(fā)送的多個廣播信號的強度的中值；根據(jù)所述中 值確定所述移動終端與所述每個錨節(jié)點之間的距離。
[0008] 在該技術(shù)方案中，通過采用多個廣播信號的強度的中值確定移動終端與每個錨節(jié) 點之間的距離，使得可以減少粗大誤差對測量數(shù)據(jù)的影響，并且能夠在消除粗大誤差的同 時保護(hù)信號的細(xì)節(jié)信息，有利于提高終端定位的準(zhǔn)確性。
[0009] 在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，選取所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu)成 至少一個三角形或四面體，并基于加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計算得到所述移動 終端的第二坐標(biāo)集合的步驟具體包括：
[0010] 判斷需要對所述移動終端進(jìn)行二維定位或是三維定位；在判定需要對所述移動終 端進(jìn)行二維定位時，選擇所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu)成至少一個三角形，并基 于三角形加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計算得到所述第二坐標(biāo)集合；以及在判定需 要對所述移動終端進(jìn)行三維定位時，選擇所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu)成至少一 個四面體，并基于四面體加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計算得到所述第二坐標(biāo)集合。 [0011] 具體地，二維定位需要通過構(gòu)建三角形進(jìn)行三角形加權(quán)質(zhì)心算法計算得到上述第 二坐標(biāo)集合，三維定位需要通過構(gòu)建四面體進(jìn)行四面體加權(quán)質(zhì)心算法計算得到上述第二坐 標(biāo)集合。
[0012] 在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)所述第二坐標(biāo)集合和所述第二坐標(biāo)集合中 的每個坐標(biāo)到所述至少一個三角形中對應(yīng)的三角形的距離，通過加權(quán)質(zhì)心算法計算所述移 動終端的坐標(biāo)位置的步驟具體包括：
[0013] 通過以下計算公式計算所述移動終端的坐標(biāo)位置：
[0015] 其中，（X0, Y0)表示所述移動終端的坐標(biāo)位置，（XO1JO1)表示所述第二坐標(biāo)集合 中的第i個坐標(biāo)，r表示所述第二坐標(biāo)集合中的坐標(biāo)個數(shù)，d lW、d2W和d3W分別表示所述 第二坐標(biāo)集合中的第i個坐標(biāo)點到對應(yīng)的三角形頂點的距離。即在進(jìn)行二維定位時，選取
作為權(quán)值進(jìn)行加權(quán)計算。
[0016] 在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，根據(jù)所述第二坐標(biāo)集合和所述第二坐標(biāo)集合中 的每個坐標(biāo)到所述至少一個四面體中對應(yīng)的四面體的距離，通過加權(quán)質(zhì)心算法計算所述移 動終端的坐標(biāo)位置的步驟具體包括：
[0017] 通過以下計算公式計算所述移動終端的坐標(biāo)位置：
[0018]
[0020] 其中，（Χ0，Υ0，Ζ0)表示所述移動終端的坐標(biāo)位置，（XO1JOdZO 1)表示所述第二坐 標(biāo)集合中的第i個坐標(biāo)，r表示所述第二坐標(biāo)集合中的坐標(biāo)個數(shù)，dlW、d 2W、d3W和d4W分 別表示所述第二坐標(biāo)集合中的第i個坐標(biāo)點到對應(yīng)的四面體頂點的距離。
[0021] 即在進(jìn)行二維定位時，選取
作為權(quán)值進(jìn)行加權(quán) 計算。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提出了一種移動終端的定位裝置，包括：接收單元，用 于接收多個錨節(jié)點中的每個錨節(jié)點發(fā)送的包含有所述每個錨節(jié)點的標(biāo)識信息和位置信息 的廣播信號；確定單元，用于根據(jù)接收到的所述廣播信號的強度確定所述移動終端與所述 每個錨節(jié)點之間的距離，以得到包含多個距離值的距離集合；第一計算單元，用于基于所述 距離集合和所述每個錨節(jié)點的位置信息，計算所述移動終端的第一坐標(biāo)集合；處理單元，用 于按照所述廣播信號的強度由大到小的順序，選取所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu) 成至少一個三角形或四面體，并基于加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計算得到所述移 動終端的第二坐標(biāo)集合；第二計算單元，用于根據(jù)所述第二坐標(biāo)集合和所述第二坐標(biāo)集合 中的每個坐標(biāo)到所述至少一個三角形或所述四面體中對應(yīng)的三角形或四面體頂點的距離， 通過加權(quán)質(zhì)心算法計算所述移動終端的坐標(biāo)位置。
[0023] 在該技術(shù)方案中，通過接收錨節(jié)點發(fā)送的廣播信號，以計算與錨節(jié)點之間的距離， 進(jìn)而確定移動終端的第一坐標(biāo)集合，并通過兩次加權(quán)質(zhì)心算法對移動終端的坐標(biāo)位置進(jìn)行 計算，使得能夠借助于其它錨節(jié)點實現(xiàn)定位，尤其適用于室內(nèi)定位的場景。同時，若移動終 端距離錨節(jié)點越近，則由廣播信號強度值（即RSSI)的偏差產(chǎn)生的絕對誤差越小，因此通過 選擇廣播信號的強度較大的預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點進(jìn)行加權(quán)質(zhì)心算法，有效提高了二維定位和 三維定位的準(zhǔn)確度。其中，錨節(jié)點發(fā)送的廣播信號可以是藍(lán)牙信號。
[0024] 在上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述接收單元具體用于，接收所述每個錨節(jié)點周期性 發(fā)送的所述廣播信號；所述確定單元包括：第三計算單元，用于計算接收到的所述每個錨 節(jié)點發(fā)送的多個廣播信號的強度的中值；第一執(zhí)行單元，用于根據(jù)所述中值確定所述移動 終端與所述每個錨節(jié)點之間的距離。
[0025] 在該技術(shù)方案中，通過采用多個廣播信號的強度的中值確定移動終端與每個錨節(jié) 點之間的距離，使得可以減少粗大誤差對測量數(shù)據(jù)的影響，并且能夠在消除粗大誤差的同 時保護(hù)信號的細(xì)節(jié)信息，有利于提高終端定位的準(zhǔn)確性。
[0026] 在上述任一技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述處理單元包括：判斷單元，用于判斷需要對 所述移動終端進(jìn)行二維定位或是三維定位；第二執(zhí)行單元，用于在所述判斷單元判定需要 對所述移動終端進(jìn)行二維定位時，選擇所述多個錨節(jié)點中預(yù)定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu)成至少一個 三角形，并基于三角形加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合，計算得到所述第二坐標(biāo)集合，并 用于在所述判斷單元判定需要對所述移動終端進(jìn)行三維定位時，選擇所述多個錨節(jié)點中預(yù) 定數(shù)量個錨節(jié)點構(gòu)成至少一個四面體，并基于四面體加權(quán)質(zhì)心算法和所述第一坐標(biāo)集合， 計算得到所述第二坐標(biāo)集合。
[0027] 具體地，二維定位需要通過構(gòu)建三角形進(jìn)行