基于5G的精确室内定位方法和装置与流程

基于5g的精确室内定位方法和装置
技术领域
1.本发明涉及通信定位领域，特别涉及一种基于5g的精确室内定位方法和装置。


背景技术：

2.室内定位由于房屋的结构对通信信号具有一定的遮挡和屏蔽作用，会使得在定位的时候，定位的位置与实际的位置产生较大的误差，这也是室内定位的一项重大弊端。
3.目前，随着5g网络的兴起和发展，人们逐渐的使用5g网络完成一定的定位功能，而5g在定位的时候，虽然可以使得定位的误差较小，但是在进行室内定位的时候，由于融合了蓝牙、slam、uwb等多个技术进行定位，会将室内定位的误差控制在米级别，但是这样的定位方式会在定位的时候造价成本较高，维护难度较大的问题。
4.因此，目前在对于室内定位的时候，通常是单单的使用5g技术，但是单单的使用5g技术虽然也可以实现室内的定位，但是在进行定位的时候，往往由于信号传递信道的问题，造成5g的上行速率和下行速率较低，从而使得5g的信号的干扰较大，进而造成5g信号传递的误码率较高，不能在室内的定位达到精准的标准。


技术实现要素：

5.本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种基于5g的精确室内定位方法和装置，将室外的定位于室内的定位技术相结合，使得室内在定位的时候，通过较小的造价成本就可以实现精度更高的室内定位。
6.为此，本发明提供一种基于5g的精确室内定位方法，包括如下步骤：
7.将5g基站设置在室内空间的角落，并标记其空间位置；
8.设置5g通信终端，所述5g通信终端能够在所述室内空间自由移动，每一个所述5g通信终端的信号识别范围至少与一个所述5g基站的信号识别范围相交，每一个所述5g通信终端均具有唯一的设备编码；
9.所述5g基站向其信号识别范围内的所述5g通信终端发射试探信号；
10.所述5g通信终端接收到所述5g基站发射的试探信号之后，确认所述试探信号的接收方向，并将所述接收方向和其设备编码作为反馈信号根据所述接收方向发送回所述5g基站；
11.所述5g基站根据所述反馈信号中的接收方向得到该接收方向所对应的所述试探信号信号的发送时间，结合所述反馈信号的接收时间得到信号时差；
12.所述5g基站根据所述接收方向以及所述信号时差，同时结合其所述空间位置得到其信号识别范围内的所述5g通信终端的空间位置，并将所述5g通信终端的空间位置与其设备编码相对应；
13.所述5g基站将每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码上传。
14.进一步，所述5g基站将所述5g通信终端的空间位置发给对应的所述5g通信终端。
15.更进一步，所述5g通信终端在接收到自己的空间位置之后，包括如下步骤：
16.所述5g通信终端作为中转基站向其信号识别范围内的其他5g通信终端发射探测信号；
17.所述中转基站信号识别范围内的所述5g通信终端接收到探测信号之后，确认所述探测信号的接收方向，并将所述接收方向和其设备编码作为回馈信号根据所述接收方向发送回所述中转基站；
18.所述中转基站根据所述回馈信号中的接收方向得到该接收方向所对应的所述探测信号的发送时间，结合所述回馈信号的接收时间得到信号时隔；
19.所述中转基站根据所述接收方向以及所述信号时隔，同时结合其所述空间位置得到其信号识别范围内的所述5g通信终端的空间位置，并将所述5g通信终端的空间位置与其设备编码相对应；
20.作为所述中转基站的所述5g通信终端将其得到的其他的所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码传输到所述5g基站；
21.所述5g基站将全部的所述通信终端的空间位置与对应的设备编码上传。
22.更进一步，遍历每一个所述5g通信终端作为所述中转基站，所述5g基站中将重复的所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码删除，使得每一个所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码单一存在。
23.进一步，所述5g基站将每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码上传至服务器，服务器通过显示器显示每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码。
24.更进一步，所述显示器显示的时候，包括如下步骤：
25.建立空白画面，在所述空白画面上建立坐标系；
26.将每一个所述5g通信终端根据其对应的空间位置显示在所述空白画面上的坐标系中；
27.将每一个所述5g基站根据其对应的空间位置显示在所述空白画面上的坐标系中，所述5g基站与所述5g通信终端的显示方式不同；
28.将显示有所述5g基站与所述5g通信终端的所述空白画面输出得到定位分布图；
29.将所述定位分布图显示通过所述显示器显示。
30.更进一步，所述5g基站的信号识别范围的边界和所述5g通信终端的信号识别范围的边界均通过曲线的方式显示在所述定位分布图上，更新所述定位分布图。
31.基于上述提出的一种基于5g的精确室内定位方法，本发明对应的提出一种基于5g的精确室内定位装置，包括上述提出的5g基站和5g通信终端。
32.本发明提供的一种基于5g的精确室内定位方法和装置，具有如下有益效果：
33.本发明使用5g将室内的各个终端进行初步的定位，之后在通过各个终端之间的相对位置，将已经定位的终端位置进行修正，从而使得在定位的时候，将位置进行双重的确认，从而提升位置的精确程度；
34.本发明在对各个终端的位置进行修正的时候，通过终端之间进行信号的传递，通过信号传递的角度和信号时差，得到各个终端对应的位置，同时，各个基站与最靠近的终端通过信号传递的角度和信号时差，得到其位置，从而使得确定室内各个终端对应的位置；
35.本发明在对各个终端进行位置确定的时候，通过终端唯一对应的id将终端的身份进行唯一的认证，从而使得在进行定位的时候，防止出现同一终端的不同位置信息，从而使
得在位置定位的时候，所得到的位置精准确定。
附图说明
36.图1为本发明提供的方法的整体流程示意框图；
37.图2为本发明的5g通信终端在接收到自己的空间位置之后的流程示意框图；
38.图3为本发明的显示器显示的流程示意框图；
39.图4为本发明提供装置在室内的结构分布示意图。
具体实施方式
40.下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
41.具体的，如图1-4所示，本发明实施例提供了一种基于5g的精确室内定位方法，包括如下步骤：
42.(一)将5g基站设置在室内空间的角落，并标记其空间位置；
43.(二)设置5g通信终端，所述5g通信终端能够在所述室内空间自由移动，每一个所述5g通信终端的信号识别范围至少与一个所述5g基站的信号识别范围相交，每一个所述5g通信终端均具有唯一的设备编码；
44.(三)所述5g基站向其信号识别范围内的所述5g通信终端发射试探信号；
45.(四)所述5g通信终端接收到所述5g基站发射的试探信号之后，确认所述试探信号的接收方向，并将所述接收方向和其设备编码作为反馈信号根据所述接收方向发送回所述5g基站；
46.(五)所述5g基站根据所述反馈信号中的接收方向得到该接收方向所对应的所述试探信号信号的发送时间，结合所述反馈信号的接收时间得到信号时差；
47.(六)所述5g基站根据所述接收方向以及所述信号时差，同时结合其所述空间位置得到其信号识别范围内的所述5g通信终端的空间位置，并将所述5g通信终端的空间位置与其设备编码相对应；
48.(七)所述5g基站将每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码上传。
49.上述技术方案中，步骤(一)到步骤(七)按照逻辑顺序依次进行，通过在室内布置一定数量的5g基站，使得室内可以在5g通信终端自由移动的情况下，使得5g基站将所述5g通信终端的通信范围充斥着整个室内的空间，即是图4所表示的样子。步骤(二)至步骤(七)是本发明的数据流向的过程，即是确认本发明的5g通信终端的空间位置的步骤，在本发明中，室内指的是房间内，一些大面积的房间也算在本发明所述的房间内。
50.在步骤(二)中，本发明的5g通信终端不一定要是智能手机设备，可以是本发明的设备，可以粘贴在房间内人员的智能手机上，或者房间内人员的其他物品上，只要使得5g通信终端和5g基站之间相互通信即可。
51.步骤(三)通过5g基站向其信号识别范围内的所述5g通信终端发射试探信号，检测该5g基站的信号识别范围内的5g通信终端，由于5g基站的位置确定，这样就可以完成在该5g基站的信号识别范围内的5g通信终端的初步定位，即是得到5g通信终端的定位的位置范围。
52.步骤(四)至步骤(六)作为本发明的创新所在，通过反馈的方式对5g通信终端的位置进行反馈，同时得到5g通信终端与对应的5g基站之间的信号传递通道的最短路径所在直线的角度，同时结合后续的信号的时延得到时差，计算对应的5g通信终端和5g基站之间的距离，进而得到5g通信终端的位置，通过这样的方式，就可以得到整个房间内的5g通信终端的位置。
53.步骤(七)是最后的步骤，将整个房间内的5g通信终端的位置和对应的设备编码全部上传，就可以得到全部的5g通信终端的位置。在上传的时候，可以通过5g基站，将5g通信终端的位置和对应的设备编码全部转发到对应的服务器。进而在本发明中，5g基站充当了两个角色，第一是对5g通信设备进行定位的辅助，第二是完成与5g通信设备的信息交互的传递功能。
54.本发明使用5g将室内的各个终端进行初步的定位，之后在通过各个终端之间的相对位置，将已经定位的终端位置进行修正，从而使得在定位的时候，将位置进行双重的确认，从而提升位置的精确程度，同时本发明在对各个终端进行位置确定的时候，通过终端唯一对应的id将终端的身份进行唯一的认证，从而使得在进行定位的时候，防止出现同一终端的不同位置信息，从而使得在位置定位的时候，所得到的位置精准确定。
55.在本发明中，所述5g基站将所述5g通信终端的空间位置发给对应的所述5g通信终端。这样可以使得减轻5g基站的存储负担，使得5g通信终端的空间位置的更新有5g基站完成，5g通信终端的空间位置的存储由5g通信终端自身完成，具有更好的数据处理能效。
56.同时，在本发明中，所述5g通信终端在接收到自己的空间位置之后，包括如下步骤：
57.(1)所述5g通信终端作为中转基站向其信号识别范围内的其他5g通信终端发射探测信号；
58.(2)所述中转基站信号识别范围内的所述5g通信终端接收到探测信号之后，确认所述探测信号的接收方向，并将所述接收方向和其设备编码作为回馈信号根据所述接收方向发送回所述中转基站；
59.(3)所述中转基站根据所述回馈信号中的接收方向得到该接收方向所对应的所述探测信号的发送时间，结合所述回馈信号的接收时间得到信号时隔；
60.(4)所述中转基站根据所述接收方向以及所述信号时隔，同时结合其所述空间位置得到其信号识别范围内的所述5g通信终端的空间位置，并将所述5g通信终端的空间位置与其设备编码相对应；
61.(5)作为所述中转基站的所述5g通信终端将其得到的其他的所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码传输到所述5g基站；
62.(6)所述5g基站将全部的所述通信终端的空间位置与对应的设备编码上传。
63.上述技术方案中，步骤(1)到步骤(6)按照逻辑顺序依次进行，本发明通过将已经获取了其空间位置的5g通信终端转化为第二个5g基站，实现了5g通信终端与其周围的5g通信终端发生信号之间的传递，并通过信号传递的方式，得到两个5g通信终端之间的相对位置，进而通过一个一直空间位置的5g通信终端以及其之间的相对位置得到另一个5g通信终端的空间位置。通过这样的方式可以使得获取更加准确的5g通信终端的位置，因为各个5g通信终端相邻的位置如果小于5g通信终端与5g基站之间相邻的位置，这样所接收的信号强
度更大，得到的角度与时间间隔也就越准确，所得到的位置也就更为精确，因此，使用5g通信终端之间的相互通信的作用，使得得到各个5g通信终端之间的精确位置，也是本发明的创新之一。
64.综上，本发明在对各个终端的位置进行修正的时候，通过终端之间进行信号的传递，通过信号传递的角度和信号时差，得到各个终端对应的位置，同时，各个基站与最靠近的终端通过信号传递的角度和信号时差，得到其位置，从而使得确定室内各个终端对应的位置。
65.同时，基于上述，由于本发明进行了至少两次的各个5g通信终端的位置确定(第一次是5g通信终端与5g基站之间的数据传输确定，第二次是5g通信终端与5g通信终端以及5g基站之间的数据传输确定)，通过遍历每一个所述5g通信终端作为所述中转基站，所述5g基站中将重复的所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码删除，使得每一个所述5g通信终端的空间位置与对应的设备编码单一存在，进而保证每一个5g通信终端的空间位置的准确单一性。
66.在本发明中，所述5g基站将每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码上传至服务器，服务器通过显示器显示每一个所述5g通信终端的空间位置与其设备编码，进而将检测到的5g通信终端的位置一一显示，一般显示的时候，通过表格的方式显示，将全部的5g通信终端显示在一列，其对应的位置显示在另一列，这样就可以将5g通信终端的检测结果全部显示，这样就会使得在进行显示的时候，知道已经检测到的成果，将检测到的与没有检测到的分开，也可以通过显示得到检测的成果，已经检测到的5g通信终端的实时数据。
67.基于此，在本发明中，还可以通过动态画面的方式实施的展示出各个5g通信终端的空间位置，所述显示器显示的时候，包括如下步骤：
68.《一》建立空白画面，在所述空白画面上建立坐标系；
69.《二》将每一个所述5g通信终端根据其对应的空间位置显示在所述空白画面上的坐标系中；
70.《三》将每一个所述5g基站根据其对应的空间位置显示在所述空白画面上的坐标系中，所述5g基站与所述5g通信终端的显示方式不同；
71.《四》将显示有所述5g基站与所述5g通信终端的所述空白画面输出得到定位分布图；
72.《五》将所述定位分布图显示通过所述显示器显示。
73.上述技术方案中，通过画面的方式将房间内的各个5g通信终端显示出来，通过平面图的方式显示出各个5g通信终端在房间中的位置，进而方便管理人员的查看。技术中的定位分布图是在时间点下对5g通信终端分布的表示，不同时间点下的5g通信终端的位置分别，连起来就是动态的分布图，方便管理人员的查看。
74.同时，在本发明中，所述5g基站的信号识别范围的边界和所述5g通信终端的信号识别范围的边界均通过曲线的方式显示在所述定位分布图上，更新所述定位分布图。本发明通过将5g基站的信号识别范围的边界以及5g通信终端的信号识别范围的边界均通过曲线(圆环)的方式显示，这样就可以使得管理人员和研究人员在查看的时候，清楚的知道当前的信号识别范围所覆盖的区域，信号识别范围是否覆盖整个房间，易于排查出没有显示出空间位置的5g通信终端，以及没有显示出空间位置的原因。
75.基于上述提出的一种基于5g的精确室内定位方法，本发明对应的提出一种基于5g的精确室内定位装置，包括上述提出的5g基站和5g通信终端。同时包括上述的显示器，显示器可以安装在管理人员的办公区域，方便管理人员的查看。
76.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。