气压测高辅助楼层定位方法、装置及存储介质

文档序号:1813678 发布日期:2021-11-09 浏览:22次 >En<

阅读说明:本技术 气压测高辅助楼层定位方法、装置及存储介质 (Air pressure height measurement auxiliary floor positioning method and device and storage medium ) 是由 周程 胡月舟 肖波 张宇 钱移星 于 2021-07-29 设计创作,主要内容包括:一种气压测高辅助楼层定位方法、装置及计算机可读存储介质。所述方法包括:实时采集当前基准信息下室内环境的当前气压值P和当前定位信号,当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1;判断当前定位信号是否满足预设基准更新条件;若当前定位信号满足预设基准更新条件,更新当前基准信息:更新基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新基准气压值P1为当前气压值P;利用基准气压值P1和当前气压值P计算高度变化值,将高度变化值与预配置楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0识别当前所处的楼层。采用本发明提供的方法能够提高楼层定位的准确性。(An air pressure height measurement auxiliary floor positioning method, an air pressure height measurement auxiliary floor positioning device and a computer readable storage medium. Acquiring a current air pressure value P and a current positioning signal of an indoor environment under current reference information in real time, wherein the current reference information comprises a reference floor L0 and a reference air pressure value P1; judging whether the current positioning signal meets a preset reference updating condition or not; if the current positioning signal meets the preset reference updating condition, updating the current reference information: updating the reference floor L0 as the floor where the current positioning signal is located, and updating the reference air pressure value P1 as the current air pressure value P; an altitude change value is calculated using the reference air pressure value P1 and the current air pressure value P, the altitude change value is compared with pre-configured floor altitude information, and the floor at which the current location is identified in conjunction with the reference floor L0. The method provided by the invention can improve the accuracy of floor positioning.)

气压测高辅助楼层定位方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域,尤其是一种气压测高辅助楼层定位方法、装置及计算机可读存储介质。

背景技术

在电力、医疗、化工等重点监管领域中,室内定位技术被广泛应用。同时随着工业4.0的推广及应用,室内定位的准确性要求越来越严格,传统的室内楼层定位方法,只通过扫描到的定位信标的信号强度来判断所处楼层,由于无线信号穿墙、遮挡、以及某些环境恶劣的对无线信号的增强或衰减等原因,传统的方法存在着严重的楼层误切换的概率。

近年出现了很多利用气压定位楼层的方法。通常是基于所采集的气压值计算相应海拔高度,并基于海拔高度来进行楼层识别。但是,由于所采集的气压值会因时间变化与天气情况等原因产生漂移,降低了所采集的气压值的准确性,且由于不同终端采集气压值时所带来的误差,进一步降低了气压值的准确性,由此,基于该准确性较低的气压值计算相应海拔高度,并基于计算得到的海拔高度进行楼层识别时,存在楼层识别准确性较低的问题。

还有一种差分气压测高方法,利用区域内的气压观测基站,实时获取当前区域的气压观测值,利用气压基站更新基准。然而,由于不同环境地点的气压差异也特别大,再加上不同终端采集气压值时所带来的误差,因此,气压基准站所定的基准不太可靠,导致高度测量不准确。

发明内容

本发明的目的在于提供一种准确度更高的气压辅助楼层定位方法、装置。

一种气压测高辅助楼层定位方法,所述方法包括:

S10:实时采集当前基准信息下室内环境的当前气压值P和当前定位信号,所述当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1;

S20:判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件;

S30:若所述当前定位信号满足所述预设基准更新条件,更新所述当前基准信息:更新所述基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新所述基准气压值P1为所述当前气压值P;

S40:利用所述基准气压值P1和所述当前气压值P计算高度变化值,将高度变化值与预配置楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0识别当前所处的楼层。

在其中一实施例中,在步骤S20中,判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件,包括:

获取当前室内环境的所述当前定位信号的信号强度,若所述信号强度大于预设阈值,则判断所述当前定位信号满足所述预设基准更新条件。

在其中一实施例中,步骤S20中,判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件,包括:

获取当前室内环境的所述当前定位信号的信号强度,若所述信号强度在预设时间段内保持大于预设阈值,则判断所述当前定位信号满足所述预设基准更新条件。

在其中一实施例中,步骤S10还包括:

对获取的所述当前气压值P进行滤波处理,以降低气压数据抖动对楼层定位的干扰。

在其中一实施例中,所述滤波处理的方式为卡尔曼滤波。

在其中一实施例中,所述当前定位信号由预先布置在各楼层的若干定位信标发出。

在其中一实施例中,所述方法还包括:根据高度变化值识别上楼和下楼活动,并输出判断结果。

一种气压测高辅助楼层定位装置,所述楼层定位装置包括:

采集模块,用于采集当前室内环境的当前气压值P和当前定位信号;

判断模块,用于判断采集的所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件;

基准信息存储单元,用于存储当前基准信息,所述当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1;

基准更新模块,在判断所述当前定位信号满足所述基准更新条件的情况下,所述基准更新模块对存储在所述基准信息存储单元中的所述当前基准信息进行更新:更新所述基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新所述基准气压值P1为所述当前气压值P;

识别模块,用于根据所述基准气压值P1以及所述当前气压值P确定高度变化值,进一步结合所述基准楼层L0识别当前所处的楼层。

在其中一实施例中,所述识别模块还用于根据所述基准气压值P1以及所述当前气压值P识别上楼和下楼活动。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述任意实施例所述的方法的步骤。

本发明的目的是通过以下技术方案实现:

与现有技术相比,本发明具有如下有益效果:本发明提供的气压测高辅助楼层定位方法、装置及存储介质,所述方法通过判断实时获取当前定位信号是否满足预设基准更新条件,若满足则更新当前基准信息,更新基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新基准气压值P1为当前气压值P,可以实现对基准信息的实时准确更新,利用最新的基准气压值P1和当前气压值P计算高度变化值,将高度变化值与预配置楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0识别当前所处的楼层,能够防止基准气压值由于时间过长没有更新,导致漂移较大而失效,以及利用不同终端采集气压值时所带来的误差,保障楼层定位的准确性。本发明所提供的方法可以忽略温度、气候等环境的影响,有着极强的环境适应性,且楼层定位准确度高,有效的降低了楼层定位乒乓球效应的发生,具有很高的工程运用价值。

附图说明

图1是本发明一实施例所提供的气压测高辅助楼层定位方法的流程示意图。

图2是本发明一个实施例中基于滤波得到气压值曲线示意图。

图3是本发明提供的气压测高辅助楼层定位方法与传动信标定位方法的楼层识别效果对比示意图。

图4是本发明一实施例中气压测高辅助楼层定位装置的结构框图。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图,对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请,而非对本申请的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明提供的气压辅助楼层定位方法,可以应用于楼层定位系统中,待定位目标是佩戴有终端的移动设备或行人。该终端硬件包含气压传感器和定位信号接收器。

在一实施场景中,楼层定位系统包括楼层定位服务器,用于对终端获取的气压数据和定位信号进行处理分析。终端通过通信网络与楼层定位服务器双向通信。楼层定位系统还包括预先布置在各楼层的定位信标,定位信标向外辐射定位信号,定位信标的数量为多个,多个定位信标按照预设规律布置在各楼层内,每个定位信标具有唯一的楼层识别码,用于代表其所处的楼层。可以理解的,相同楼层的定位信标的楼层识别码是相同的。进一步的,每个定位信标还具有唯一对应楼层平面地图的位置坐标识别码,可以用于识别终端所处楼层的平面位置信息。终端与定位信标无线通信,终端能够获取当前所处位置的多个定位信标的定位信号,并将获取的定位信号传送至楼层定位服务器,楼层定位服务器实时接收定位信号,根据定位信号解算该终端所处的楼层和\或在楼层平面地图上的位置坐标,从而得到佩戴该终端的对应人员或移动设备的位置信息。

请参阅图1所示,终端用于获取当前基准信息下室内环境的当前气压值P和当前定位信号,其中,当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1。进一步,判断当前定位信号是否满足预设基准更新条件,若当前定位信号满足预设基准更新条件,更新当前基准信息:更新基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新基准气压值P1为当前气压值P。利用基准气压值P1和当前气压值P计算高度变化值,将高度变化值与预配置楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0识别当前所处的楼层。其中,终端可以但不限于各种个人计算机、智能手机、便携可穿戴设备和笔记本电脑,楼层定位服务器可以用独立的服务器或者多个服务器组成的服务器组群来实现。

在一个实施例中,终端也可借助于楼层定位服务器进行楼层信息的采集。终端在通过定位信号采集定位楼层信息时,也可能需要借助于服务器进行定位楼层信息的采集,具体可依据定位技术而定,在此不作具体限定。

在一个实施例中,楼层定位服务器也可集成在终端上。终端不仅用于进行楼层信息的采集,还用于处理采集信息的计算和处理。

在一个实施例中,如图1所示,提供了一种楼层定位方法,以该方法应用于上述实施例所述的终端为例进行说明,包括一下步骤:

步骤S10:实时采集当前基准信息下室内环境的当前气压值P和当前定位信号,所述当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1。

其中,实时采集,理解为按照一定周期对室内环境的当前气压值P和当前定位信号进行采样,采集数据是随着时间更新的。基准信息指的是用作定位基准的信息,包括基准楼层L0和基准气压值P1。当前基准信息是指目前正在使用的定位基准。通常,为了保障定位基准的准确可靠,当前基准信息指的是在当前室内环境下最新获取的基准信息。

在初始的步骤中,当前基准信息可以是预先存储的,存储的载体可以终端或楼层定位服务器。当前基准信息也可以是最近终端获取和使用的基准信息。

当终端移动到新的室内环境工作,终端可自主启动基准信息的获取程序,获取当前环境的基准信息,并以此作为基准信息对当前室内环境进行楼层定位。当然,在初始的步骤中,基准信息的更新程序也可以手动启动,操作人员可以手动选择新环境的基准信息获取,当基准信息获取完成,终端发出已更新为当前环境的基准信息。基准信息的更新方法如下步骤S20和S30所述的方法,终端在此获取当前基准信息的基础上执行后续步骤。

具体的,在室内环境下,终端按照气压值的采集周期定期采集相应采集周期内的气压值,并按照定位信号的采集周期定期采集相应采集周期内的定位信号。终端将当前采集周期内采集的气压值作为当前气压值P,将当前采集周期内采集的定位信号作为当前定位信号,并获取该当前气压值P与当前定位信号。

在一个实施例中,终端通过气压传感器在室内环境按照相应采集周期采集气压值P,并获取气压传感器在当前采集周期内采集的当前气压值P。气压传感器可作为终端的组成部分内置于终端,也可作为独立的设备外接于终端。

步骤S20:判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件。

其中,预设基准更新条件是根据定位信号预先设置的。预设基准更新条件由定位技术不同而区别。通常预设基准更新条件设置的较严格,从而保障在该条件下确定的楼层是准确的,可以作为基准楼层。

在一实施例中,预设基准更新条件是通过判断定位信号的信号强度是否大于预设阈值,若信号强度大于预设阈值,则认为满足预设基准更新条件,若信号强度不大于预设阈值,则认为不满足预设基准更新条件。因此,预设阈值可以理解为根据所采用的定位技术确认当前楼层的可靠阈值。

S30:若所述当前定位信号满足所述预设基准更新条件,更新所述当前基准信息:更新基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新基准气压值P1为当前气压值P。

当当前定位信号满足预设基准更新条件,认为当前定位信号所对应的楼层信息是准确的,以当前定位信号所处的楼层为基准楼层L0,当前气压值为基准气压值P1,实现基准信息的准确实时更新,保障当前使用的基准信息的准确性。也就是说,只有当前定位信号满足预设基准更新条件,才对当前基准信息进行更新,如果当前定位信号不满足预设基准更新条件,则保留上一次的基准信息,也就是步骤S10中所述的当前基准信息。

步骤S40:利用基准气压值P1和当前气压值P计算高度变化值,将高度变化值与预配置楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0识别当前所处的楼层。

其中,高度变化值是指当前气压值P与基准气压值P1所对应的高度变化。具体地,若当前基准信息进行了更新,终端在确定新的基准气压值P1后,根据该当前气压值P与该基准气压值P1,按照压高公式计算相应的高度变化值。若当前基准信息没有更新,则该未更新的当前基准信息,根据该当前气压值P与基准气压值P1,按照压高公式计算相应的高度变化值。其中,压高公式为:

其中:H为海拔高度,P0为标准大气压(0℃,101.325kPa),P为实际测得的大气压。

在一个实施例中,终端按照上述压高公式,计算当前气压值P与基准气压值P1所对应的高度变化值,通过高度变化值和预配置的楼层高度信息相比较,结合基准楼层L0计算得到当前所处的楼层。当然,上述压高计算也可以由楼层定位服务器来执行。

其中,楼层高度信息是同一建筑物内的各个楼层层高信息组成的集合,具体可包括每个楼层的楼层高度值,以及每个楼层对应的楼层标识或楼层名。楼层高度值具体也可以是指楼层相对于地面的相对高度。楼层高度信息预先存储在终端或楼层定位服务器中。

在一实施例中,终端在获取高度变化值后,根据高度变化值正负判断高度是升高还是降低,从而得知是上楼还是下楼过程。进一步的,将高度变化值与基准楼层相邻的楼层高度相比较,取整得到上升或下降的楼层数,终端将上升或下降的楼层数与基准楼层L0相加得到当前所处的楼层。

以一实施场景为例,终端所工作的建筑物的每层楼的高度均一致。终端在确定高度变化值后,将高度变化值除以楼层高度,取整得到上升或下降的楼层数。进一步的,将上升或下降的楼层数与基准楼层L0相加得到当前所处的楼层。

在另一实施例中,终端在获取高度变化值后,在预配置的楼层高度信息中查询基准楼层L0所对应的楼层高度值,作为基准高度值。终端根据该基准高度值与高度变化值计算得到当前高度值,并根据该当前高度值查询楼层高度信息得到相应目标楼层,并将该目标楼层作为当前所在楼层。

举例说明,假设基于当前气压值P与基准气压值P1所确定的高度变化值为15,基准楼层为L1,也就是一楼,则基于楼层高度信息能够确定目标基准楼层L1对应的楼层高度值为10,也即能够确定基准高度值为10,根据该基准高度值10与目标高度变化值15能够确定当前高度值25,基于楼层高度信息可知该当前高度值25与楼层L3(3楼)对应的楼层高度值25一致,由此,确定当前所在楼层为L3。可以理解,若在楼层信息集合中不存在楼层高度值与按照上述方式所确定的目标楼层高度一致的楼层时,则将楼层高度值与该当前楼层高度最接近的楼层作为当前所在楼层,比如假设目标高度值为24,仍然将楼层L3确定为当前所在楼层。

本发明所提供的楼层定位方法相对于一些传统的室内楼层定位方法,有着极大地优势。该方法不仅可以准确且有效的更新基准气压,而且可以忽略温度、气候等环境的影响。可以根据实时采集的数据进行不停地更新基准,防止基准气压值由于时间过长没有更新,导致漂移较大基准失效,具有极强的环境适应性,且楼层定位准确度高,有效的降低了楼层定位乒乓球效应的发生,具有很高的工程运用价值。

在一个实施例中,在步骤S20中,判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件,包括:获取当前室内环境的当前定位信号的信号强度,若信号强度大于预设阈值,则判断当前定位信号满足预设基准更新条件。

由于不同的环境,定位信标的部署方式不一样,周围的环境也不同,导致定位信标在不同的环境下,其定位信号的信号强度差异性较大。一实施例中,通过事先采集一些定位信标的信号强度数据,对信号强度数据进行分析,设定基准更新阈值,也就是信号强度预设阈值,从而得到预设基准更新条件。当终端获取的当前定位信号的强度大于预设阈值,认为满足预设基准更新条件,若当前定位信号的强度不大于预设阈值,认为不满足预设基准更新条件。

在另一个实施例中,在步骤S20中,判断所述当前定位信号是否满足预设基准更新条件,包括:获取当前室内环境的当前定位信号的信号强度,若信号强度在预设时间段内保持大于预设阈值,则判断当前定位信号满足预设基准更新条件。该实施例所提供的预设基准更新条件更严格,只有当持续预设时间的信号强度保持大于预设阈值,才判断满足预设基准更新条件,从而以该方法确定的基准楼层和基准气压值可靠性和准确性更高。

由于上下楼层时气压数据有时抖动较大,导致楼层定位乒乓球效应的发生。为了降低气压数据的抖动导致的楼层定位误差,在一个实施例中。步骤S10,进一步包括:对获取的当前气压值P进行滤波处理。具体的,滤波处理的手段采用卡尔曼滤波,对现场采集的数据进行实时的更新和处理,以降低气压数据抖动对楼层定位的干扰。

进一步的,所述方法还包括:根据高度变化值识别上楼和下楼的活动,并输出判断结果。具体的,若高度变化值为负,则认为是下楼过程,若高度变化值为正,则识别为上楼过程,并将上楼或下楼的活动输出显示,便于掌握终端活动情况。

图2示出了在观测时间段内获取的气压数据,该气压数据经过了滤波处理。图3示出了采用传统信标定位方法的楼层识别结果和采用本发明提供的气压测高辅助楼层定位方法的定位效果对比图。从该图可以直观的看出,传统信标定位方法获取的楼层存在上下抖动的楼层兵乓球效应,气压测高辅助楼层定位方法楼层定位精度更高、更准,不存在上下楼的抖动,取得了显著的进步。

本发明还提供了一种气压测高辅助楼层定位装置。如图4所示,一种楼层识别装置200,该装置可以采用软件模块或硬件模块,或者是二者的结合成为计算机设备的一部分,该装置具体包括:采集模块210、判断模块230、基准更新模块250、基准信息存储单元270、识别模块290,其中:

采集模块210,用于采集当前室内环境的当前气压值P和当前定位信号;

判断模块230,用于判断采集的当前定位信号是否满足预设基准更新条件;

基准信息存储单元270,用于存储当前基准信息,当前基准信息包括基准楼层L0和基准气压值P1;

基准更新模块250,在判断当前定位信号满足基准更新条件的情况下,基准更新模块对存储在基准信息存储单元中的当前基准信息进行更新:更新基准楼层L0为当前定位信号所处的楼层,更新基准气压值P1为当前气压值P;

识别模块290,用于根据基准楼层L0、基准气压值P1以及当前气压值P识别当前所处的楼层。

其中,采集模块210的数据采集是按照一定采样周期实时进行的,以便将获取的实时气压值作为当前气压值P,实时定位信号作为当前定位信号。

在一实施例中,识别模块290还用于根据基准气压值P1以及当前气压值P识别上楼和下楼的活动。具体的,根据基准气压值P1计算基准楼层高度,根据当前气压值P算实时高度,进而得到高度变化值,根据高度变化值正负判断上楼或者下楼的活动趋势。

关于楼层识别装置的具体限定可以参见上文中对于楼层识别方法的限定,在此不再赘述。上述楼层识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中,也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中,以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中,提供了一种计算机可读存储介质,存储有计算机程序,该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。

以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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