技术领域
[0001] 本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于信标部署信息的定位区域识别方法及定位方法。
相关背景技术
[0002] 在现代定位系统中，为了满足室内外高精度定位的需求，通常会部署多种类型的定位信标设备，如蓝牙定位信标、UWB（超宽带）定位信标等。不同类型的定位信标具有不同的覆盖范围、定位精度和适用场景。现有技术中定位方法需要人工分析定位信标的部署情况，以确定在不同区域应优先采用的定位技术。
[0003] 然而，这种方法存在以下问题：（1）人工成本高：需要专业人员进行大量的现场调试和配置，耗时耗力；（2）效率低下：人工分析速度慢，无法及时响应定位信标部署的变化；（3）准确性不足：人为判断可能出现疏漏，导致定位技术选择不当，影响定位精度；（4）缺乏自动化和智能化：现有系统无法根据定位信标的实际部署情况自动调整定位策略，缺乏动态适应性。现有技术无法有效地根据定位信标的部署信息，自动识别各地图区域应优先采用的定位技术，导致定位系统的性能和用户体验受到限制。
[0004] 上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
具体实施方式
[0059] 下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0060] 本发明实施例中术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0061] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0062] 本发明实施例中术语“多个”是指两个或两个以上，其它量词与之类似。
[0063] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
[0064] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施例中，为了使读者更好地理解本发明而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本发明所要求保护的技术方案。以下各个实施例的划分是为了描述方便，不应对本发明的具体实现方式构成任何限定，各个实施例在不矛盾的前提下可以相互结合相互引用。
[0065] 为了解决上述问题，本实施方式涉及一种基于信标部署信息的定位区域识别方法，可以应用于计算机设备，计算机设备可以为台式机、平板电脑、笔记本等等具有数据处理能力的电子设备，在其他实施例中，也可以是其他具有数据处理能力的电子设备，在此不做具体限制。
[0066] 下面对本发明第一实施方式的基于信标部署信息的定位区域识别方法的实现细节进行说明，以下内容仅为方便理解而提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
[0067] 本实施方式的具体流程如图1所示，具体包括：
[0068] 步骤S100，根据定位信标的类别、定位信标之间的物理距离，构建无向图；
[0069] 应该理解的是，定位信标用于精确确定目标物体的位置，定位信标按照类别可以分为超宽带（UWB）信标、蓝牙定位信标等。
[0070] 具体地，对每类定位信标，分别根据定位信标之间的物理距离，将物理距离在预设覆盖范围内的定位信标对连接在一起，将物理距离超出预设范围的定位信标对不连接，形成无向图。
[0071] 在构建无向图时，一个定位信标作为图的一个节点。以定位信标包括超宽带信标和蓝牙定位信标为例，在构建无向图时分别将所有超宽带信标中物理距离在预设覆盖范围内的超宽带信标对连接在一起，物理距离超出预设范围的超宽带信标对不连接。将所有蓝牙信标中物理距离在预设覆盖范围内的蓝牙信标对连接在一起，物理距离超出预设范围的蓝牙信标对不连接。
[0072] 例如超宽带信标包括{A1、A2、A3、……}，蓝牙定位信标包括{B1、B2、B3、……}。在构建无向图时，将{A1、A2、A3、……}中两个节点之间的物理距离在预设范围内时，将这两个节点连接起来；将{B1、B2、B3、……}中两个节点之间的物理距离在预设范围内时，将这两个节点连接起来。
[0073] 另外，当定位信标部署发生变化时，可以进行及时更新不同定位技术对应的适用区域范围。具体地，响应于定位信标部署发生变化，根据定位信标的类别、定位信标之间的物理距离，构建无向图。
[0074] 步骤S200，对所述无向图进行连通性分析，初步将每个连通分量形成一组；
[0075] 应该理解的是，连通性分析是一种用于评估图（可以是地理网络、通信网络、电路网络等各种网络结构）中各个节点之间连接程度的分析方法。其核心是判断图中是否存在从一个节点到另一个节点的路径，以及这些路径的特征，如长度、数量等。连通分量是无向图的极大连通子图。通过对构建的无向图进行连通性分析，识别出各个连通分量。将每个连通分量形成一个组，如此初步划分信标的聚集区域，将物理上可能互相影响的信标归为一组。
[0076] 如图2所示，图2中虚线连接的a2和a5、a4和a6超出预设范围，因此a2和a5、a4和a6不能连接。图2中不能连接的定位信标对还有a3和a5等等，不一一列举。通过连通量分析后，将图2中的定位信标分成了两组，组1和组2。通过设置最大距离将组1和组2分开，模拟实际信号的覆盖关系，确保图结构反映定位信标的有效通信范围。
[0077] 步骤S300，根据定位信标的部署密度和覆盖范围，对每个连通分量进行聚类分析形成子图；
[0078] 需要说明的是，经过连通分量识别后仅仅可以初步划分定位信标的聚集区域，还存在一些特殊情况，可能会存在少数定位信标将实际的多组定位信标连接为同一组。例如图3中，经过连通性分析后，图3中定位信标a1至a8会形成同一组，而实际上{a1、a2、a3、a4}的定位信标与{a5、a6、a7}中的定位信标之间的物理距离均较大，不适合连接为一组。因此需要针对每个连通分量，再进一步聚类分析形成子图。
[0079] 通过进一步聚类分析能够识别密度较高的区域，并能有效处理噪声点。例如图3中，将这个连通分量进一步分析可以得到两个簇，簇1和簇2。簇1包括{a1、a2、a3、a4、a8}，簇2包括{a5、a6、a7}，如此可以进一步细化聚类结果，识别出更精确的信标密集区域。
[0080] 具体地，步骤S300包括步骤S310和步骤S320。
[0081] 步骤S310，根据定位信标的部署密度和覆盖范围，确定邻域半径以及最小样本点数；
[0082] 步骤S320，根据邻域半径以及最小样本点数，对每个连通分量进行聚类分析形成子图。
[0083] 具体地，对每个连通分量，分别将其中每个定位信标作为中心，统计邻域半径内的定位信标数量；当定位信标数量大于等于最小样本点数，则标记所述定位信标为核心定位信标，将所述核心定位信标以及其邻域半径内的定位信标放入对应子图中；当定位信标数量小于最小样本点数，则标记所述定位信标为非核心定位信标，继续将其他定位信标作为中心，直至所有的核心定位信标均已标记。
[0084] 其中最小样本点数可以根据具体需要设置，例如根据划分精度。
[0085] 需要说明的是，区域中的定位信标划分形成多个子图，每个子图中对应一个定位技术。
[0086] 举例说明：区域包括子图1、子图2、子图3、以及子图4，子图1何子图4对应蓝牙定位技术，子图2和子图3对应超宽带定位技术，那么在移动终端进入到子图1对应的区域时，可能存在多个不同的定位方式产生的定位结果，此时需要根据移动终端进入的具体区域属于哪个子图区域来确定选择何种定位技术，如果移动终端进入的A区域属于子图1的区域，那么选择蓝牙定位技术，如此可以避免其他类型信标的干扰。
[0087] 步骤S400，对每个子图包括的所有定位信标，计算外边缘生成所述子图的边界轮廓；
[0088] 具体地，取子图中A坐标轴值最小的定位信标作为起始定位信标，加入所述子图对应的边界集；以所述起始定位信标为基准，遍历所述子图中其他的定位信标，计算每个定位信标与起始定位信标连线与A坐标轴正方向的夹角；选择计算的夹角最小的定位信标作为下一起始定位信标并加入所述子图对应的边界集，直至找到的下一起始定位信标为第一个起始定位信标位置；将所述子图对应的边界集中的定位信标连接起来形成所述子图的边界轮廓。其中A坐标轴可以但不限于为x轴，还可以是y轴，具体可以根据需要设置。
[0089] 其中，夹角的计算公式为：
[0090] ；（1）
[0091] 其中， 为起始定位信标指向当前考虑的点的向量；
[0092] 为x轴正方向的单位向量。
[0093] 以图4为例，图4中c2为横坐标最小的点，作为第一个起始定位信标；通过上述计算公式（1）计算其余定位信标与c2的连线与x轴正向的夹角，得到c3到c2的连线与A坐标轴正方向的夹角最小，则c3作为下一起始定位信标，c3为一边界定位信标；
[0094] 以c3为起始定位信标，通过上述计算公式（1）计算其余定位信标与c3的连线与x轴正向的夹角，得到c6和c11到c3的连线与A坐标轴正方向的夹角最小，则c11作为下一起始定位信标，c6和c11为一边界定位信标；
[0095] ………以此类推，直至下一起始定位信标为c1。
[0096] 步骤S500，根据计算的边界轮廓，生成不同定位技术对应的适用区域范围。
[0097] 需要说明的是，当定位信标部署发生变化时，可以进行及时更新不同定位技术对应的适用区域范围。通过可以准确识别各区域应优先采用的定位技术，提高了定位系统的整体精度和可靠性。
[0098] 本发明提供的基于信标部署信息的定位区域识别方法，根据定位信标的类别、定位信标之间的物理距离，构建无向图；对所述无向图进行连通性分析，初步将每个连通分量形成一组；根据定位信标的部署密度和覆盖范围，对每个连通分量进行聚类分析形成子图；对每个子图包括的所有定位信标，计算外边缘生成所述子图的边界轮廓；根据计算的边界轮廓，生成不同定位技术对应的适用区域范围，如此无需人工干预，即可自动完成定位信标数据的分析和定位区域的识别，大大降低了人工成本。
[0099] 为了解决上述问题，本实施方式涉及一种定位方法，可以应用于计算机设备，计算机设备可以为台式机、平板电脑、笔记本等等具有数据处理能力的电子设备，在其他实施例中，也可以是其他具有数据处理能力的电子设备，在此不做具体限制。
[0100] 下面对本发明第一实施方式的定位方法的实现细节进行说明，以下内容仅为方便理解而提供的实现细节，并非实施本方案的必须。
[0101] 本实施方式的具体流程如图5所示，具体包括：
[0102] 步骤S600,采用上述的基于信标部署信息的定位区域识别方法确定不同区域对应的定位技术；
[0103] 步骤S700,根据所在区域对应的定位技术进行定位。
[0104] 为了实现上述目的，本发明还提供一种基于信标部署信息的定位区域识别装置，如图6所示，所述基于信标部署信息的定位区域识别装置包括构建单元810、分析单元820、聚类单元830、计算单元840、以及识别单元850。
[0105] 构建单元810用于根据定位信标的类别、定位信标之间的物理距离，构建无向图。应该理解的是，定位信标用于精确确定目标物体的位置，定位信标按照类别可以分为超宽带（UWB）信标、蓝牙定位信标等。
[0106] 具体地，对每类定位信标，分别根据定位信标之间的物理距离，将物理距离在预设覆盖范围内的定位信标对连接在一起，将物理距离超出预设范围的定位信标对不连接，形成无向图。
[0107] 在构建无向图时，一个定位信标作为图的一个节点。以定位信标包括超宽带信标和蓝牙定位信标为例，在构建无向图时分别将所有超宽带信标中物理距离在预设覆盖范围内的超宽带信标对连接在一起，物理距离超出预设范围的超宽带信标对不连接。将所有蓝牙信标中物理距离在预设覆盖范围内的蓝牙信标对连接在一起，物理距离超出预设范围的蓝牙信标对不连接。
[0108] 例如超宽带信标包括{A1、A2、A3、……}，蓝牙定位信标包括{B1、B2、B3、……}。在构建无向图时，将{A1、A2、A3、……}中两个节点之间的物理距离在预设范围内时，将这两个节点连接起来；将{B1、B2、B3、……}中两个节点之间的物理距离在预设范围内时，将这两个节点连接起来。
[0109] 另外，当定位信标部署发生变化时，可以进行及时更新不同定位技术对应的适用区域范围。具体地，响应于定位信标部署发生变化，根据定位信标的类别、定位信标之间的物理距离，构建无向图。
[0110] 分析单元820用于对所述无向图进行连通性分析，初步将每个连通分量形成一组。应该理解的是，连通性分析是一种用于评估图（可以是地理网络、通信网络、电路网络等各种网络结构）中各个节点之间连接程度的分析方法。其核心是判断图中是否存在从一个节点到另一个节点的路径，以及这些路径的特征，如长度、数量等。连通分量是无向图的极大连通子图。通过对构建的无向图进行连通性分析，识别出各个连通分量。将每个连通分量形成一个组，如此初步划分信标的聚集区域，将物理上可能互相影响的信标归为一组。
[0111] 如图2所示，图2中虚线连接的a2和a5、a4和a6超出预设范围，因此a2和a5、a4和a6不能连接。图2中不能连接的定位信标对还有a3和a5等等，不一一列举。通过连通量分析后，将图2中的定位信标分成了两组，组1和组2。通过设置最大距离将组1和组2分开，模拟实际信号的覆盖关系，确保图结构反映定位信标的有效通信范围。
[0112] 聚类单元830用于根据定位信标的部署密度和覆盖范围，对每个连通分量进行聚类分析形成子图。需要说明的是，经过连通分量识别后仅仅可以初步划分定位信标的聚集区域，还存在一些特殊情况，可能会存在少数定位信标将实际的多组定位信标连接为同一组。例如图3中，经过连通性分析后，图3中定位信标a1至a8会形成同一组，而实际上{a1、a2、a3、a4}的定位信标与{a5、a6、a7}中的定位信标之间的物理距离均较大，不适合连接为一组。因此需要针对每个连通分量，再进一步聚类分析形成子图。
[0113] 通过进一步聚类分析能够识别密度较高的区域，并能有效处理噪声点。例如图3中，将这个连通分量进一步分析可以得到两个簇，簇1和簇2。簇1包括{a1、a2、a3、a4、a8}，簇2包括{a5、a6、a7}，如此可以进一步细化聚类结果，识别出更精确的信标密集区域。
[0114] 计算单元840用于对每个子图包括的所有定位信标，计算外边缘生成所述子图的边界轮廓。具体地，取子图中A坐标轴值最小的定位信标作为起始定位信标，加入所述子图对应的边界集；以所述起始定位信标为基准，遍历所述子图中其他的定位信标，计算每个定位信标与起始定位信标连线与A坐标轴正方向的夹角；选择计算的夹角最小的定位信标作为下一起始定位信标并加入所述子图对应的边界集，直至找到的下一起始定位信标为第一个起始定位信标位置；将所述子图对应的边界集中的定位信标连接起来形成所述子图的边界轮廓。其中A坐标轴可以但不限于为x轴，还可以是y轴，具体可以根据需要设置。
[0115] 其中，夹角的计算公式为：
[0116] ；（1）
[0117] 其中， 为起始定位信标指向当前考虑的点的向量；
[0118] 为x轴正方向的单位向量。
[0119] 以图4为例，图4中c2为横坐标最小的点，作为第一个起始定位信标；通过上述计算公式（1）计算其余定位信标与c2的连线与x轴正向的夹角，得到c3到c2的连线与A坐标轴正方向的夹角最小，则c3作为下一起始定位信标，c3为一边界定位信标；
[0120] 以c3为起始定位信标，通过上述计算公式（1）计算其余定位信标与c3的连线与x轴正向的夹角，得到c6和c11到c3的连线与A坐标轴正方向的夹角最小，则c11作为下一起始定位信标，c6和c11为一边界定位信标；
[0121] ………以此类推，直至下一起始定位信标为c1。
[0122] 识别单元850用于根据计算的边界轮廓，生成不同定位技术对应的适用区域范围。需要说明的是，当定位信标部署发生变化时，可以进行及时更新不同定位技术对应的适用区域范围。通过可以准确识别各区域应优先采用的定位技术，提高了定位系统的整体精度和可靠性。
[0123] 为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机设备，如图7所示，该清洁基站包括至少一个处理器901；以及，与所述至少一个处理器901通信连接的存储器902；其中，所述存储器902存储有可被所述至少一个处理器901执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器901执行，以使所述至少一个处理器901能够执行上述的上述的基于信标部署信息的定位区域识别方法、和/或上述的定位方法。
[0124] 其中，存储器902和处理器901采用总线方式连接，总线可以包括任意数量的互联的总线和桥，总线将一个或多个处理器901和存储器902的各种电路连接在一起。总线还可以将诸如外围设备、稳压器和功率管理电路等之类的各种其他电路连接在一起，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。总线接口在总线和收发机之间提供接口。收发机可以是一个元件，也可以是多个元件，比如多个接收器和发送器，提供用于在传输介质上与各种其他装置通信的单元。经处理器901处理的数据通过天线在无线介质上进行传输，进一步，天线还接收数据并将数据传送给处理器901。
[0125] 处理器901负责管理总线和通常的处理，还可以提供各种功能，包括定时，外围接口，电压调节、电源管理以及其他控制功能。而存储器902可以被用于存储处理器901在执行操作时所使用的数据。
[0126] 为了实现上述目的，本发明提供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的上述的基于信标部署信息的定位区域识别方法、和/或上述的定位方法。
[0127] 即，本领域技术人员可以理解，实现上述实施方式方法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，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一个设备（可以是单片机，芯片等）或处理器（processor）执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read‑Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0128] 显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，可以做出其它不同形式的变化或变动，都应当属于本发明保护的范围。
