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基于移动载体识别的定位场景感知方法与流程

2022-02-24 17:11:28 来源:中国专利 TAG:
1.本发明涉及定位领域,特别是一种基于移动载体识别的定位场景感知方法。
背景技术
::2.随着移动通信技术、云计算和物联网应用的不断发展,基于地理位置信息的服务(lbs)应用越来越受重视,尤其是近年来,像高铁、动车、地铁等重要交通基础设施的不断建设,人们的出行更加方便自由,方式也更加灵活多样。这样一来,也是对lbs的核心——定位技术提出了更高要求。在面向广域范围的普适性定位方案中,场景感知是其中重要环节之一。3.首先,由于环境的复杂多样性,面向广域复杂环境,目前单一模式的定位技术都存在一定的“盲区”,无法实现广域复杂场景下的普适定位。因此,目前主要是通过终端上集成多种定位模块,取长补短的方法来实现广域环境下的定位能力。若从定位精度上看,定位源使用越多越有优势,但这需要终端上所有模块都处于工作状态,必然导致功耗高、使用时间短的缺点;然而分析发现,对于一些特定场景,某些定位源对最终定位精度的提升可能还不足5%。这样一来,若能准确感知当前所在场景,对应选择定位贡献度最大的一种或少数几种定位源是一种更具实用性的多模定位策略,在保证定位精度的同时又可以有效节省终端功耗。其次,场景感知还能够获得更多当前环境的信息来改变人们与信息设备及设备所提供的服务之间的互动和关联,对用户提供更智能精准的服务和更优质满意的体验。4.然而,目前的研究对于广域范围的定位场景分类比较粗略,多数集中在“室内”和“室外”的区分。但实际上,无论是室内还是室外,都具有很多典型的细分场景,这些细分场景对应的“最佳”定位方式也有所不同。例如,“室内”场景根据载体的可移动范围,可以分为以普通建筑物为代表的非移动类室内场景和以地铁、火车为代表的移动类室内场景;“室外”场景可根据卫星定位的定位有效性,可以分为露天开阔场景和城市峡谷场景。5.此外,现有分类方法主要基于定位源的信号特征层面,常见的如gnss搜星个数、载噪比,或无线局域网的信号强度等,对于场景的感知不够充分,尤其在许多细分场景在信号特征层区分性较差,可能会由于场景误判导致无法直接选择最佳定位方式,造成其他定位模块的非必要工作和电量损失。基于视觉/图像识别的场景感知也是近来比较热门的技术,但其技术难度大,应用门槛也相对较高,应用场景有限。技术实现要素:6.本发明公开了一种基于移动载体识别的定位场景感知方法,通过多模定位源的位置、速度等移动特征和地理编码信息的有效结合,实现面向广域范围下的复杂定位场景的有效识别。本发明包括以下步骤:按一定周期获取移动设备的定位数据,估计位置坐标和移动速度;根据移动设备的移动速度与设置阈值比较,判断移动设备是处于快速移动状态或慢速移动状态;若移动设备处于快速移动状态,根据移动设备的移动速度及位置坐标是否经过特定地点进一步判断各类远距离定位场景;若移动设备处于慢速移动状态,根据移动设备的定位方式、移动特征及位置坐标周边的典型建筑物数量进一步判断各类短距离定位场景。7.可选的,所述根据移动设备的移动速度及位置坐标是否经过特定地点进一步判断各类远距离定位场景,其特征在于,所述远距离定位场景是指根据移动设备搭载的特定交通工具进行远距离移动而区分的场景,包括但不限于:乘飞机、乘火车、乘地铁、乘汽车、乘船等;所述位置坐标是否经过特定地点,是指对切换到快速移动状态前的最后n1(n1≥1)个位置坐标通过地理编码信息判断是否在特定地点区域范围内,其中,所述特定地点是与所述特定交通工具相对应的固定搭乘地点。8.可选的,所述根据移动设备的定位方式、信号强度和位置坐标周边的典型建筑物数量进一步判断短距离定位场景,其特征在于,所述短距离定位场景是指在限定活动范围内的根据多模定位终端与人工构建物的相对地理关系而区分的场景,包括但不限于:露天开阔区、城市峡谷区和典型建筑物室内;所述位置坐标周边的典型建筑物数量,是指对最新的位置坐标通过地理编码信息获取一定距离范围内的楼宇数量。9.可选的,本方法所述的一种基于移动载体识别的定位场景感知方法,可用于智能调度终端进行复杂场景下的自适应定位,其步骤如下:移动设备按定位配置信息执行定位流程,获取定位数据;根据移动设备获取的定位数据,联合地理编码信息,确定移动设备所处的定位场景;根据移动设备所处的定位场景,确定移动设备下次的定位配置信息;移动设备更新定位配置信息,等待执行下次定位流程。10.其中,所述定位配置信息是指与所述定位场景对应的一组定位方式优先级顺序,根据所述移动设备在所述定位场景下独立使用某一种或几种定位方式的定位成功率和定位准确度来确定的。其中,所述定位方式优先级顺序,可以是固定不变的,也可以是动态调整的。11.本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果:采用本发明实施例,可以从以下2个方面改善现有终端自适应定位方法:1)本方法利用终端的移动特性,结合地理编码信息,有效改善场景识别的准确性和颗粒度,增强复杂场景下定位调度策略的适配性,提高复杂场景下的整体定位精度;2)通过给出典型场景下的“最佳”定位优先级顺序,避免贡献度低的定位模块的频繁开启,达到节省终端功耗的目的。附图说明12.图1为本发明实施例一提供的一种基于移动载体识别的定位场景感知方法的流程图。13.图2为本发明实施例二提供的一种快速移动状态下的远距离定位场景识别方法的流程图。14.图3为本发明实施例三给出了一种慢速移动状态下的短距离定位场景识别方法的流程图。15.图4为本发明实施例四提供的一种基于复杂场景感知的终端自适应定位方法的流程图。具体实施方式16.为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。17.图1为本发明实施例一提供的一种基于移动载体识别的定位场景感知方法的流程图。如图1所示,包括以下步骤:s101:按一定周期获取移动设备的定位数据,估计位置坐标和移动速度;s102:根据移动设备的移动速度与设置阈值比较,判断移动设备是处于快速移动状态或慢速移动状态;s103:若移动设备处于快速移动状态,根据移动设备的定位方式、移动速度、以及位置坐标是否经过特定地点进一步判断各类远距离定位场景;s104:若移动设备处于慢速移动状态,根据移动设备的定位方式、定位信号特征、以及位置坐标周边的典型建筑物数量进一步判断各类短距离定位场景。18.本实施例中,所述移动设备是具备多模定位能力的终端设备,至少包括但不限于gnss定位模块、无线局域网通信模块、移动基站通信模块等主定位源模块,其它还可包括气压计、加速度计和陀螺仪等辅助定位源模块,例如,手机(mobliephone)、可穿戴式设备(wearabledevice)、平板电脑(tabletpersonalcomputer)、膝上型电脑(laptopcomputer)、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、移动上网装置(mobileinternetdevice,mid)等终端侧设备。需要说明的是,在本发明实施例中并不限定移动设备的具体类型。19.本实施例中,步骤s101中所述的定位数据至少包括1种主定位源模块输出的数据,可以是移动设备的gnss模块获取的经纬度,和/或由无线局域网模块获取的媒体存取控制地址(mediaaccesscontroladdress,macaddress)、接收信号强度(receivedsignalstrengthindication,rssi)、服务集标识(servicesetidentifier,ssid)等,和/或由移动通信模块获取的移动网络识别参数、接收信号强度等组成的一种或几种,其中,若是移动或联通网络,移动网络识别参数至少包括但不限于移动国家码(mobilecountrycode,mcc)、移动网络码(mobilenetworkcode,mnc)、位置区域码(locationareacode,lac)和小区编号(cellidentity,cid);若是电信网络,移动网络识别参数至少包括但不限于系统识别码(systemidentity,sid)、网络识别码(networkidentity,nid)和基站编号(baseidentity,bid)。本发明实施例不作限定。20.本实施例中,步骤s102所述的设定阈值用于区分移动设备是否有搭载交通工具,建议参考值2~3m/s。21.可选的,所述远距离定位场景是指根据移动设备搭载的特定交通工具进行远距离移动而区分的场景,包括但不限于:乘飞机、乘火车、乘地铁、乘汽车、乘船等场景;所述位置坐标是否经过特定地点,是指对切换到快速移动状态前的最后n1(n1≥1)个位置坐标通过地理编码判断是否在特定地点区域范围内。其中,所述特定地点是与所述特定交通工具相对应的固定搭乘地点;所述地理编码指的是将统计资料或是地址信息建立空间坐标关系的过程,是跟据各数据点的地理坐标或空间地址(如省市、街区、楼层、房间等),将数据库中的数据与其在地图上相对应的图形元素一一对应,即给每个数据赋予空间坐标值,从而确定该数据标在图上的位置的过程。22.可选的,所述短距离定位场景是指在限定活动范围内的根据多模定位终端与人工构建物的相对地理关系而区分的场景,包括但不限于:露天开阔场景、城市峡谷场景和建筑物室内场景;所述位置坐标周边的典型建筑物数量,是指对最新的位置坐标通过地理编码信息获取一定距离范围内的楼宇数量。23.本方法实施例二给出了一些典型的远距离定位场景,它们对应的速度范围和特定地点如下:远距离定位场景移动速度范围(m/s)特定地点乘飞机≥125机场乘火车(动车、高铁)35~125火车站乘车(汽车、公交、电瓶车、自行车)3~35汽车站、公交车站乘地铁5~30地铁站乘船3~10码头、海上对应上述远距离定位场景,图2给出一种快速移动状态下的远距离定位场景识别方法的流程图,具体步骤包括:s201:若移动设备满足所述位置坐标经过某一定位场景对应的特定地点,且当前移动速度在该定位场景对应的速度范围内,确认移动设备新的定位场景;s202:否则,默认移动设备为乘车场景。24.图3为本发明实施例三给出了一种慢速移动状态下的短距离定位场景识别方法的流程图。本实施例中将慢速移动状态下的短距离定位场景细分为3类:露天开阔场景、城市峡谷场景和建筑物室内场景。25.如图3所示,一种慢速移动状态下的短距离定位场景识别方法的具体步骤包括:s301:对最新的位置坐标通过地理编码信息获取一定距离范围内的楼宇数量,记为n2;s302:若移动设备采用gnss定位,且n2≤设定阈值n_thr,认为移动设备处于露天开阔场景;s303:若移动设备采用gnss定位,且n2>设定阈值n_thr,认为移动设备处于城市峡谷场景;s304:若移动设备启动gnss模块但未在有效时间内搜到可见星,再切换采用wifi定位,认为移动设备处于建筑物室内场景;s305:若移动设备采用wifi定位方式而未启动gnss模块,且最新n3个定位点的每2点之间的移动距离>设定阈值d_thr,且n2≤设定阈值n_thr,认为移动设备处于露天开阔场景;s306:若移动设备采用wifi定位方式而未启动gnss模块,且最新n3个定位点每2点之间的移动距离>设定阈值d_thr,且n2>设定阈值n_thr,认为移动设备处于城市峡谷场景;s307:若移动设备采用wifi定位方式而未启动gnss模块,且最新n3个定位点每2点之间的移动距离≤d_thr,且所述典型建筑物数量>n_thr,认为移动设备处于建筑物室内场景;s308:否则,移动设备沿用上一次定位场景。26.本实施例中,所述最新n3个定位点每2点之间的移动距离通过连续两点的经纬度计算得到。移动设备具有gnss定位和wifi定位能力,其中gnss定位是指移动设备通过gnss模块直接获取到经纬度信息,wifi定位是指移动设备通过无线局域网模块获取的媒体存取控制地址、接收信号强度、服务集标识等一种或几种信息进行指纹匹配得到的经纬度信息。n3取值与移动设备的场景切换延时和定位频率有关,建议n3≥3。所述移动设备采用动态定位优先级调整方式,即每次定位根据前n4次定位流程的最终定位方式确定的:若前n4次定位实际均使用gnss定位,那么下一次定位优先gnss定位;若前n4次定位实际使用wifi定位,那么下一次定位优先wifi定位;否则,新的定位优先级沿用上次设置。27.图4为本发明实施例四提供的一种基于复杂场景感知的终端自适应定位方法的流程图。如图4所示,包括以下步骤:s401:移动设备按定位配置信息执行定位流程,获取定位数据;s402:根据移动设备获取的定位数据,联合地理编码信息,确定移动设备所处的定位场景;s403:根据移动设备所处的定位场景,确定移动设备下次的定位配置信息;s404:移动设备更新定位配置信息,等待执行下次定位流程。28.本实施例中,步骤s402和s403的执行主体可以是移动设备本身,也可以是其他具有计算能力的网络侧设备,如定位服务器。若是其他具有计算能力的网络侧设备,那么移动设备主要负责定位数据采集上传,而定位场景和定位配置信息均由定位服务器计算确认,这种架构更有益于节省移动设备的功耗开销。29.可选的,所述定位配置信息至少包括匹配所述定位场景的一组定位方式优先级顺序,根据所述移动设备在所述定位场景下独立使用某一种或几种定位方式的定位成功率和定位准确度来确定的。其中,所述定位方式优先级顺序,可以是固定不变的,也可以是动态调整的。30.移动设备根据最新的定位方式优先级顺序,依次开启对应的硬件模块获取定位数据,若成功获取该定位方式对应的定位数据,则结束本次定位流程;否则切换到下一顺序的定位方式进行,直至定位成功。31.本实施例中给出上述提到的典型定位场景对应的定位方式优先级顺序建议如下:以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本
技术领域
:的普通技术人员来说,在不脱离本发明所述原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。当前第1页12当前第1页12
再多了解一些

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