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    重庆时时彩奇偶规律: 室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法及装置.pdf

    关 键 词:
    室内 定位 无线 信号 补偿 方法 装置
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    摘要
    申请专利号:

    CN201611182147.2

    申请日:

    2016.12.20

    公开号:

    CN106792772A

    公开日:

    2017.05.31

    当前法律状态:

    实审

    有效性:

    审中

    法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):H04W 16/22申请日:20161220|||公开
    IPC分类号: H04W16/22(2009.01)I; H04W24/02(2009.01)I; H04W64/00(2009.01)I; G01S5/02(2010.01)I; G06K9/46 主分类号: H04W16/22
    申请人: 北京邮电大学
    发明人: 焦继超; 邓中亮; 李菲
    地址: 100876 北京市海淀区西土城路10号
    优先权:
    专利代理机构: 北京柏杉松知识产权代理事务所(普通合伙) 11413 代理人: 项京;马敬
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201611182147.2

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2017.06.23|||2017.05.31

    法律状态类型:

    实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明实施例公开了室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法及装置。室内定位无线信号的补偿方法包括:获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息;确定目标图像中的人员数量;根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;根据标识信息,获得发射信号强度;根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得目标路径损耗;其中,目标路径损耗包括所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。通过该方案,可以对RSS做进一步的补偿,进而提高基于RSS定位方法的定位精度。

    权利要求书

    1.一种室内定位无线信号的补偿方法,其特征在于,所述方法包括:
    获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线信号对应的发射节点
    的标识信息;
    确定所述目标图像中的人员数量;
    根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;
    根据所述标识信息,获得发射信号强度;
    根据所述发射信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和所述目标人体穿透
    损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括所述无线信号的自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。
    2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述目标图像中的人员数量,包
    括:
    确定所述目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量;
    所述根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗,包括:
    根据所述第一数量和男性对应的比吸收率,确定所述男性人员引起的第一人体穿透损
    耗;
    根据所述第二数量和女性对应的比吸收率,确定所述女性人员引起的第二人体穿透损
    耗;
    根据所述第一人体穿透损耗和所述第二人体穿透损耗,确定所述目标人体穿透损耗。
    3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述确定所述目标图像中的人员数量,包
    括:
    采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,确定所述目标图像中的人员数量。
    4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述人员数量和比吸收率,确定
    目标人体穿透损耗的步骤,包括:
    按照以下公式进行计算,确定目标人体穿透损耗:
    Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)
    其中,Lhuman为所述目标人体穿透损耗,n为所述人员数量,SARAV为所述比吸收率。
    5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述补偿关系为:
    RSStr=RSSre+Lhuman+L
    其中,RSStr为所述发射信号强度,RSSre为所述接收信号强度,Lhuman为所述目标人体穿
    透损耗,L为所述目标路径损耗。
    6.一种室内定位方法,其特征在于,所述方法包括:
    获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线信号对应的发射节点
    的标识信息;
    确定所述目标图像中的人员数量;
    根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;
    根据所述标识信息,获得发射信号强度;
    根据所述发送信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和所述目标人体穿透
    损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括所述无线信号的自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗;
    根据所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系,计算获得所述
    终端与所述发射节点间距离;
    根据所述终端与所述发射节点间距离确定所述终端的位置信息。
    7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述终端与所述发射节点间距离与所述目
    标路径损耗之间的关系为:
    <mrow> <mi>L</mi> <mo>=</mo> <mi>L</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mn>10</mn> <mi>&alpha;</mi> <mi>l</mi> <mi>o</mi> <mi>g</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mfrac> <mi>d</mi> <msub> <mi>d</mi> <mn>0</mn> </msub> </mfrac> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <mi>&chi;</mi> </mrow>
    L为所述目标路径损耗,d0为预设参考距离;L(d0)为根据所述标识信息确定的,所述无
    线信号传播至d0处的自由空间损耗;d为所述发射节点与所述终端间的传播距离;α为预设
    的信号衰减因子;χ~N(0,σ2)为预设的均值为0的高斯分布。
    8.一种室内定位无线信号的补偿装置,其特征在于,所述装置包括:
    第一获得???,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线
    信号对应的发射节点的标识信息;
    第一确定???,用于确定所述目标图像中的人员数量;
    第二确定???,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;
    第二获得???,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;
    第三获得???,用于根据所述发射信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和
    所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括
    所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。
    9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述补偿关系为:
    RSStr=RSSre+Lhuman+L
    其中,RSStr为所述发射信号强度,RSSre为所述接收信号强度,Lhuman为所述目标人体穿
    透损耗,L为所述目标路径损耗。
    10.一种室内定位装置,其特征在于,所述装置包括:
    第一获得???,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线
    信号对应的发射节点的标识信息;
    第一确定???,用于确定所述目标图像中的人员数量;
    第二确定???,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;
    第二获得???,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;
    第三获得???,用于根据所述发送信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和
    所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括
    所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗;
    第四获得???,用于根据所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的
    关系,计算获得所述终端与所述发射节点间距离;
    第三确定???,用于根据所述终端与所述发射节点间距离确定所述终端的位置信息。

    说明书

    室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法及装置

    技术领域

    本发明涉及无线通信领域,特别涉及室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位
    方法及装置。

    背景技术

    无线信号传播在很大程度上依赖环境的几何和导电特性,与室外环境相比,室内
    环境复杂多变,无线信号在室内传播过程中易受到如家具的位置、建筑材料结构、室内人员
    的密度和分布等因素的影响,出现反射、绕射和散射等现象,而这些都将引起不同程度的信
    号衰减,使得发射信号强度与终端测量到的接收信号强度RSSre(RSS,Received Signal
    Strength)之间存在很大的误差。

    其中,由于很多短距离无线通信设备,主要依赖直射路径进行无线传输,因此,在
    室内环境中,无线信号很容易受到人体的遮挡,而人体各种器官均为有耗介质,在外电磁场
    的作用下,将产生感应磁场,进而产生感应电流,吸收和耗散电磁能量,造成无线信号的衰
    减。

    实际应用中,会对终端测量得到的接收信号强度,即接收到的衰减信号,进行补
    偿,添加传播过程中引起的损耗量,等于发射信号强度,据此确定室内无线信号传播模型,
    然后,可以根据该模型得到信号发射节点与终端之间的距离,进一步地,实现基于RSS进行
    的定位。具体地,现有的基于RSS的室内定位方法中,定位服务器在接收到终端发送的接收
    信号强度与信号发射节点的标识信息后,首先会根据标识信息确定对应的发射信号强度以
    及信号发射节点的位置信息,然后,得到发射信号强度与接收信号强度之间的差值,并根据
    该差值计算信号发射节点与终端间的距离,最后根据计算获得距离以及信号发射节点的位
    置信息,对该终端进行定位。

    但在现有的室内无线信号补偿方法中,针对室内路径损耗,在自由空间损耗的基
    础上,附加损耗因子一般只考虑了除人之外的障碍物引起的损耗,例如室内不同类型的墙
    和地板引起的损耗,而并未考虑人员因素,使得RSS补偿不足,导致据此计算得到的信号发
    射节点与终端之间的距离不够精确,进一步地,导致基于RSS定位方法的定位精度不高。

    发明内容

    本发明实施例的目的在于提供室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法
    及装置,以对RSS做进一步的补偿,进而提高基于RSS定位方法的定位精度。

    为达到上述目的,本发明实施例公开了室内定位无线信号的补偿方法及装置和定
    位方法及装置。技术方案如下:

    第一方面,本发明实施例提供了一种室内定位无线信号的补偿方法,所述方法包
    括:

    获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线信号对应的发射
    节点的标识信息;

    确定所述目标图像中的人员数量;

    根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    根据所述发射信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和所述目标人体
    穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括所述无线信号
    的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。

    可选地,所述确定所述目标图像中的人员数量,包括:

    确定所述目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量;

    所述根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗,包括:

    根据所述第一数量和男性对应的比吸收率,确定所述男性人员引起的第一人体穿
    透损耗;

    根据所述第二数量和女性对应的比吸收率,确定所述女性人员引起的第二人体穿
    透损耗;

    根据所述第一人体穿透损耗和所述第二人体穿透损耗,确定所述目标人体穿透损
    耗。

    可选地,所述确定所述目标图像中的人员数量,包括:

    采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,确定所述目标图像中的人员数量。

    可选地,所述根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗的步骤,包
    括:

    按照以下公式进行计算,确定目标人体穿透损耗:

    Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

    其中,Lhuman为所述目标人体穿透损耗,n为所述人员数量,SARAV为所述比吸收率。

    可选地,所述补偿关系为:

    RSStr=RSSre+Lhuman+L

    其中,RSStr为所述发射信号强度,RSSre为所述接收信号强度,Lhuman为所述目标人
    体穿透损耗,L为所述目标路径损耗。

    第二方面,本发明实施例提供了一种室内定位方法,所述方法包括:

    获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述无线信号对应的发射
    节点的标识信息;

    确定所述目标图像中的人员数量;

    根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    根据所述发送信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损耗和所述目标人体
    穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗包括所述无线信号
    的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗;

    根据所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系,计算获得
    所述终端与所述发射节点间距离;

    根据所述终端与所述发射节点间距离确定所述终端的位置信息。

    可选地,所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系为:


    其中,L为所述目标路径损耗,d0为预设参考距离;L(d0)为根据所述标识信息确定
    的,所述无线信号传播至d0处的自由空间损耗;d为所述发射节点与所述终端间的传播距
    离;α为预设的信号衰减因子;χ~N(0,σ2)为预设的均值为0的高斯分布。

    第三方面,本发明实施例提供了一种室内定位无线信号的补偿装置,所述装置包
    括:

    第一获得???,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述
    无线信号对应的发射节点的标识信息;

    第一确定???,用于确定所述目标图像中的人员数量;

    第二确定???,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    第二获得???,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    第三获得???,用于根据所述发射信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损
    耗和所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗
    包括所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。

    可选地,所述第一确定???,具体用于:

    确定所述目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量;

    所述第二确定???,具体用于:

    根据所述第一数量和男性对应的比吸收率,确定所述男性人员引起的第一人体穿
    透损耗;

    根据所述第二数量和女性对应的比吸收率,确定所述女性人员引起的第二人体穿
    透损耗;

    根据所述第一人体穿透损耗和所述第二人体穿透损耗,确定所述目标人体穿透损
    耗。

    可选地,所述第一确定???,具体用于:

    采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,确定所述目标图像中的人员数量。

    可选地,所述第二确定???,具体用于:

    按照以下公式进行计算,确定目标人体穿透损耗:

    Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

    其中,Lhuman为所述目标人体穿透损耗,n为所述人员数量,SARAV为所述比吸收率。

    可选地,所述补偿关系为:

    RSStr=RSSre+Lhuman+L

    其中,RSStr为所述发射信号强度,RSSre为所述接收信号强度,Lhuman为所述目标人
    体穿透损耗,L为所述目标路径损耗。

    第四方面,本发明实施例提供了一种室内定位装置,所述装置包括:

    第一获得???,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所述
    无线信号对应的发射节点的标识信息;

    第一确定???,用于确定所述目标图像中的人员数量;

    第二确定???,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    第二获得???,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    第三获得???,用于根据所述发送信号强度等于所述接收信号强度与目标路径损
    耗和所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径损耗
    包括所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗;

    第四获得???,用于根据所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之
    间的关系,计算获得所述终端与所述发射节点间距离;

    第三确定???,用于根据所述终端与所述发射节点间距离确定所述终端的位置信
    息。

    可选地,所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系为:


    其中,L为所述目标路径损耗,d0为预设参考距离;L(d0)为根据所述标识信息确定
    的,所述无线信号传播至d0处的自由空间损耗;d为所述发射节点与所述终端间的传播距
    离;α为预设的信号衰减因子;χ~N(0,σ2)为预设的均值为0的高斯分布。

    在本发明实施例所提供的室内定位无线信号的补偿方法中,首先,接收终端发送
    的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息,确定目标
    图像中的人员数量,并根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;然后,根据标识
    信息,获得发射信号强度,并根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标
    人体穿透损耗之和的补偿关系,获得目标路径损耗,其中,目标路径损耗包括无线信号的自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。

    可以理解的是,与现有技术中室内路径损耗只考虑了自由空间损耗和除人之外的
    障碍物引起的损耗相比,本发明实施例提供的室内定位无线信号补偿方法中,即考虑了自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗,又考虑了人体穿透损耗,所确定的目标路径
    损耗更准确,因此,根据目标路径损耗与传播距离的关系,得到的信号发射节点与信号接收
    节点之间的距离更精确,进而,使得在采用基于RSS的定位方法时,定位的精度更高。

    附图说明

    为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现
    有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本
    发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以
    根据这些附图获得其他的附图。

    图1为本发明实施例提供的室内定位无线信号的补偿方法的一种流程示意图;

    图2为本发明实施例提供的室内定位方法的一种流程示意图;

    图3为本发明实施例提供的室内定位无线信号的补偿装置的一种结构示意图;

    图4为本发明实施例提供的室内定位装置的一种结构示意图。

    具体实施方式

    下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
    整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例?;?br />本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他
    实施例,都属于本发明?;さ姆段?。

    为了对RSS做进一步的补偿,进而提高基于RSS定位方法的定位精度,本发明实施
    例提供了室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法及装置。

    下面首先对本发明实施例提供的一种室内定位无线信号的补偿方法进行介绍。

    需要说明的是,现有技术中,根据发射信号强度与接收信号强度之间的差值,即传
    播过程中的室内路径损耗,计算信号发射节点与终端间的距离,具体地,是直接将室内路径
    损耗等同于目标路径损耗(即自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗),再根据目标
    路径损耗与传播距离的关系,计算获得发射信号节点与终端间的距离。

    参见图1,本发明实施例提供了一种室内定位无线信号的补偿方法,包括如下步
    骤:

    S101,获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发
    射节点的标识信息。

    其中,终端可以为智能手机,也可以为平板手机等能够拍照和测量无线信号的接
    收信号强度的终端设备,在此不作限定。

    需要说明的是,目标图像为终端拍摄的、关于处于无线信号遮挡中的人员的照片;
    无线信号的接收信号强度及无线信号对应的发射节点的标识信息可以为终端通过自带的
    传感器通过测量得到的,具体地,关于终端如何获得无线信号的接收信号强度及对应的发
    射节点的标识信息,为现有技术,此处不再赘述。

    可以理解的是,无线信号的传播是球形的,而在半径相同的球面上,信号值是相同
    的,因此,实际应用中,可以认为人员在室内是均匀分布的,针对终端在拍摄目标图像时的
    方向等因素不作限定。

    S102,确定目标图像中的人员数量。

    具体地,所述确定目标图像中的人员数量,可以包括:

    采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,确定目标图像中的人员数量。

    其中,基于图像边缘检测的室内人数统计方法为现有技术,此处不再赘述。当然,
    也可以通过其他可行的方法来确定目标图像中的人员数量,不限于基于图像边缘检测的室
    内人数统计方法。

    可以理解的是,男性和女性由于人体组织构造的不同,对无线信号产生的衰减也
    有所不同,为在后续步骤中更精确地确定人体穿透损耗,所述确定目标图像中的人员数量,
    可以包括:

    确定目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量。

    其中,关于如何确定目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量,
    同样可以采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,或者除该方法之外的其他方法,在
    此不作限定。

    S103,根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗。

    其中,比吸收率(SAR,Specific Absorption Rate)为单位质量人体组织吸收或消
    耗的电磁功率,单位为W/kg(瓦/千克)。

    实际应用中,通??梢韵榷匀颂褰薪?,再利用FDTD(Finite Difference Time
    Domain,时域有限差分法)计算获得人体平均SAR或者人体各器官组织的平均SAR。

    需要说明的是,FDTD是一种优秀的电磁分析方法,用于分析人体电磁剂量的分布。
    根据FDTD可列出人体模型中每个基本的网格单元的六个场分量:Hx、Hy、Hz、Ex、Ey、Ez,其中,
    Hx、Hy、Hz表示电场的三维场分量,Ex、Ey、Ez表示磁场的三维场分量,具体地,Ex、Hy分别如下所
    示:



    其中,n为网格单元的序号,表示公式(1)、(2)为第n个网格单元的场分量,(i,j,k)
    表示网格单元的坐标值;且





    可以理解的是,σ、ε为人体电参数,表示每个网格单元生物组织的电导率和电容
    率,其中,σx表示电导率在x方向上的分量,εx表示电容率在x方向上的分量,μx表示磁导率在
    x方向上的分量,Sx表示人体磁损耗,Δt表示时间的增量。

    此外,其他四个分量Hx、Hz、Ey、Ez与公式(1)和(2)是一致的,且为现有技术,此处不
    再赘述。

    进而,根据Hx、Hy、Hz、Ex、Ey、Ez,得到人体模型中各网格单元的SAR:


    其中,公式(7)可以简写为,σ为每个网格单元生物组织的电导率,单
    位为S/m;E为生物组织的电场强度值;ρ为生物组织质量的密度,单位为kg/m3。

    由于人体各组织和器官的电导率和介电常数不同,因此人体内部平均SAR计算公
    式为:


    其中,v=(i,j,k),单位为V/m;需要强调的是,利用FDTD获
    得人体内部平均SAR的方法属于现有技术,不再赘述。

    可以理解的是,考虑到实用性,以及比吸收率的特性,应用中,可以忽略人体间的
    差异,直接从相关研究中取一个合理的数值,如0.16W/kg,作为平均的比吸收率。

    此外,在计算目标人体穿透损耗时,为计算方便,目标图像中人员的体重也可以忽
    略人体间的差异,取作平均值,如60kg,那么,人员引起的无线信号的功率损耗为:P=n×60
    ×SARAV,单位为W,其中,n为S102中确定的目标图像中的人员数量,SARAV为比吸收率,由于
    接受信号强度的单位为dBm,同时为了方便后续计算,可以将P的单位由W转换为dBm,得到的
    值即为目标人体穿透损耗。

    具体地,所述根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗的步骤,可以包
    括:

    按照以下公式进行计算,确定目标人体穿透损耗:


    其中,Lhuman为目标人体穿透损耗。

    可以理解的是,由于男性与女性的人体组织间的差异性,为了得到更精确的计算
    结果,也可以将目标图像中的人员按性别进行划分,并分别计算各自的人体穿透损耗。具体
    地,S102,所述确定所述目标图像中的人员数量,可以包括:

    确定目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量;

    相应地,所述根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗,可以包括:

    根据第一数量和男性对应的比吸收率,确定男性人员引起的第一人体穿透损耗;

    根据第二数量和女性对应的比吸收率,确定女性人员引起的第二人体穿透损耗;

    根据第一人体穿透损耗和第二人体穿透损耗,确定目标人体穿透损耗。

    举例而言,假设目标图像中男性人员有3个,女性人员有4个,那么,便可以根据男
    性人员对应的比吸收率计算获得3个男性人员引起的第一人体穿透损耗,根据女性人员对
    应的比吸收率计算获得4个女性人员引起的第一人体穿透损耗,则,第一人体穿透损耗与第
    二人体穿透损耗之和便为目标人体穿透损耗。

    S104,根据标识信息,获得发射信号强度。

    其中,标识信息能够唯一识别无线发射信号,而在实际应用中,一般无线信号的发
    射信号强度是已知的,与无线信号的标识信息相对应,根据标识信息便可以获得对应的发
    射信号强度??梢岳斫獾氖?,发射信号强度为将无线信号的发射功率的单位W换算成dBm后
    得到的值。

    S105,根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标人体穿透损耗
    之和的补偿关系,获得目标路径损耗。

    其中,目标路径损耗包括无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损
    耗。

    可以理解的是,所述补偿关系为:

    RSStr=RSSre+Lhuman+L (10)

    其中,RSStr为发射信号强度,RSSre为接收信号强度,Lhuman为目标人体穿透损耗,L
    为目标路径损耗。此外,公式(10)也可以称作室内无线信号传播模型。

    因此,由补偿关系可得:L=RSStr-RSSre-Lhuman,其中RSStr为在S104中获得的,RSSre
    为在S101中获得的,Lhuman为在S103中获得的??梢岳斫獾氖?,目标路径损耗与无线信号发射
    节点和终端间距离相关。

    在图1所示实施例所提供的室内定位无线信号的补偿方法中,首先,接收终端发送
    的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息,确定目标
    图像中的人员数量,并根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;然后,根据标识
    信息,获得发射信号强度,并根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标
    人体穿透损耗之和的补偿关系,获得目标路径损耗,其中,目标路径损耗包括无线信号的自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。

    可以理解的是,与现有技术中室内路径损耗只考虑了自由空间损耗和除人之外的
    障碍物引起的损耗相比,图1所示实施例提供的室内定位无线信号补偿方法中,即考虑了自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗,又考虑了人体穿透损耗,所确定的目标路径
    损耗更准确,因此,根据目标路径损耗与传播距离的关系,得到的信号发射节点与信号接收
    节点之间的距离更精确,进而,使得在采用基于RSS的定位方法时,定位的精度更高。

    实际应用中,可基于图1所示实施例提供的室内定位无线信号的补偿方法,进行室
    内的定位,参见图2所示,本发明实施例所提供的室内定位方法,应用于室内定位系统服务
    器,包括如下步骤:

    S201,获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发
    射节点的标识信息。

    S202,确定目标图像中的人员数量。

    S203,根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗。

    S204,根据标识信息,获得发射信号强度。

    S205,根据发送信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标人体穿透损耗
    之和的补偿关系,获得目标路径损耗。

    其中,目标路径损耗包括无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损
    耗;

    可以看出,S201至S205与图1所示实施例中的S101至S105相同,因此,此处不再进
    行详细说明。

    S206,根据终端与发射节点间距离与目标路径损耗之间的关系,计算获得终端与
    发射节点间距离。

    需要说明的是,终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系可以
    为:


    其中,公式(11)也可以称作室内传播衰减因子模型;L为目标路径损耗;d0为预设
    参考距离,一般为1m;L(d0)为根据标识信息确定的,无线信号传播至d0处的自由空间损耗,L
    (d0)可以是预先保存在定位系统服务器上的,也可以是根据终端发送的标识信息以及无线
    信号的相关信息实时计算获得的,在此不作限定;d为发射节点与终端间的传播距离;α为预
    设的信号衰减因子,范围可以为2~4,此外,可以理解的是,障碍物越多,α值越大,因此,接
    收到的平均能量下降的速度随着距离的增加而变得越来越快;χ~N(0,σ2)为预设的均值为
    0的高斯分布,且标准偏差σ范围为4~6。

    可以看出,上述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系的关
    系式,是关于d的一次方程,可以进行求解获得d,即终端与发射节点间距离。

    其中,终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系,也可以为除
    上述之外的其他合理的数学关系,在此不作限定。

    S207,根据终端与发射节点间距离确定终端的位置信息。

    需要说明的是,根据终端与发射节点间距离,可以确定终端的位置信息,关于具体
    如何根据终端与发射节点间距离确定终端的位置信息,为现有技术,此处不再赘述。

    实际应用中,发射节点又可以称作参考节点,其位置信息是已知的,那么,便可以
    采用图2所示实施例提供的技术方案,确定出终端与发射节点间距离后,根据该距离及发射
    节点的位置信息确定出终端的位置信息。

    在图2所示实施例提供的室内定位方法中,首先,接收终端发送的目标图像、无线
    信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息,确定目标图像中的人员数
    量,并根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;然后,根据标识信息,获得发射信
    号强度,并根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标人体穿透损耗之和
    的补偿关系,获得目标路径损耗,再根据终端与发射节点间距离与目标路径损耗之间的关
    系,计算获得终端与发射节点间距离,并根据终端与发射节点间距离确定终端的位置信息;
    其中,目标路径损耗包括无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗??梢?br />理解的是,与现有技术中室内路径损耗只考虑了自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的
    损耗相比,图2所示实施例提供的室内定位方法中,即考虑了自由空间损耗和除人之外的障
    碍物引起的损耗,又考虑了人体穿透损耗,所确定的目标路径损耗更准确,因此,根据目标
    路径损耗与传播距离的关系,得到的信号发射节点与信号接收节点之间的距离更精确,进
    而,使得在采用基于RSS的定位方法时,定位的精度更高。

    相应于图1所示方法实施例,本发明实施例提供了一种室内定位无线信号的补偿
    装置,如图3所示,所述装置包括:

    第一获得???01,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所
    述无线信号对应的发射节点的标识信息;

    第一确定???02,用于确定所述目标图像中的人员数量;

    第二确定???03,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    第二获得???04,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    第三获得???05,用于根据所述发射信号强度等于所述接收信号强度与目标路
    径损耗和所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径
    损耗包括所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗。

    在图3所示实施例所提供的室内定位无线信号的补偿方法中,首先,接收终端发送
    的目标图像、无线信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息,确定目标
    图像中的人员数量,并根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;然后,根据标识
    信息,获得发射信号强度,并根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标
    人体穿透损耗之和的补偿关系,获得目标路径损耗,其中,目标路径损耗包括无线信号的自
    由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗??梢岳斫獾氖?,与现有技术中室内路径损耗
    只考虑了自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗相比,图3所示实施例提供的室内
    定位无线信号补偿方法中,即考虑了自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗,又考
    虑了人体穿透损耗,所确定的目标路径损耗更准确,因此,根据目标路径损耗与传播距离的
    关系,得到的信号发射节点与信号接收节点之间的距离更精确,进而,使得在采用基于RSS
    的定位方法时,定位的精度更高。

    具体地,所述第一确定???02,具体可以用于:

    确定所述目标图像中的男性人员的第一数量和女性人员的第二数量;

    相应地,所述第二确定???03,具体可以用于:

    根据所述第一数量和男性对应的比吸收率,确定所述男性人员引起的第一人体穿
    透损耗;

    根据所述第二数量和女性对应的比吸收率,确定所述女性人员引起的第二人体穿
    透损耗;

    根据所述第一人体穿透损耗和所述第二人体穿透损耗,确定所述目标人体穿透损
    耗。

    具体地,所述第一确定???02,具体可以用于:

    采用基于图像边缘检测的室内人数统计方法,确定所述目标图像中的人员数量。

    具体地,所述第二确定???03,具体可以用于:

    按照以下公式进行计算,确定目标人体穿透损耗:

    Lhuman=30+10lg(60×n×SARAV)

    其中,Lhuman为所述目标人体穿透损耗,n为所述人员数量,SARAV为所述比吸收率。

    具体地,所述补偿关系可以为:

    RSStr=RSSre+Lhuman+L

    其中,RSStr为所述发射信号强度,RSSre为所述接收信号强度,Lhuman为所述目标人
    体穿透损耗,L为所述目标路径损耗。

    相应于图2所示方法实施例,本发明实施例提供了一种室内定位装置,如图4所示,
    所述装置包括:

    第一获得???01,用于获得终端发送的目标图像、无线信号的接收信号强度和所
    述无线信号对应的发射节点的标识信息;

    第一确定???02,用于确定所述目标图像中的人员数量;

    第二确定???03,用于根据所述人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;

    第二获得???04,用于根据所述标识信息,获得发射信号强度;

    第三获得???05,用于根据所述发送信号强度等于所述接收信号强度与目标路
    径损耗和所述目标人体穿透损耗之和的补偿关系,获得所述目标路径损耗;所述目标路径
    损耗包括所述无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗;

    第四获得???06,用于根据所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损
    耗之间的关系,计算获得所述终端与所述发射节点间距离;

    第三确定???07,用于根据所述终端与所述发射节点间距离确定所述终端的位
    置信息。

    在图4所示实施例提供的室内定位方法中,首先,接收终端发送的目标图像、无线
    信号的接收信号强度和无线信号对应的发射节点的标识信息,确定目标图像中的人员数
    量,并根据人员数量和比吸收率,确定目标人体穿透损耗;然后,根据标识信息,获得发射信
    号强度,并根据发射信号强度等于接收信号强度与目标路径损耗和目标人体穿透损耗之和
    的补偿关系,获得目标路径损耗,再根据终端与发射节点间距离与目标路径损耗之间的关
    系,计算获得终端与发射节点间距离,并根据终端与发射节点间距离确定终端的位置信息;
    其中,目标路径损耗包括无线信号的自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的损耗??梢?br />理解的是,与现有技术中室内路径损耗只考虑了自由空间损耗和除人之外的障碍物引起的
    损耗相比,图4所示实施例提供的室内定位方法中,即考虑了自由空间损耗和除人之外的障
    碍物引起的损耗,又考虑了人体穿透损耗,所确定的目标路径损耗更准确,因此,根据目标
    路径损耗与传播距离的关系,得到的信号发射节点与信号接收节点之间的距离更精确,进
    而,使得在采用基于RSS的定位方法时,定位的精度更高。

    具体地,所述终端与所述发射节点间距离与所述目标路径损耗之间的关系可以
    为:


    其中,L为所述目标路径损耗,d0为预设参考距离;L(d0)为根据所述标识信息确定
    的,所述无线信号传播至d0处的自由空间损耗;d为所述发射节点与所述终端间的传播距
    离;α为预设的信号衰减因子;χ~N(0,σ2)为预设的均值为0的高斯分布。

    需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实
    体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
    在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
    非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
    素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
    所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在
    包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

    本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部
    分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于装置实
    施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例
    的部分说明即可。

    本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可
    以通过程序来指令相关的硬件来完成,所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中,
    这里所称得的存储介质,如:ROM/RAM、磁碟、光盘等。

    以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并非用于限定本发明的?;し段?。凡在
    本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等,均包含在本发明的?;し段?br />内。

    关于本文
    本文标题:室内定位无线信号的补偿方法及装置和定位方法及装置.pdf
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