专利名称：一种基于电子地图的定位方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及导航领域，特别涉及一种基于电子地图的定位方法及装置。
背景技术：
地理位置信息是与人们生活息息相关的重要信息，随着现代生活节奏的加快，地理位置信息发挥着越来越大的作用。电子地图是以向量式图像储存地理位置信息的地图， 能够显示经纬度、海拔、航向等，比例可以放大或缩小而不影响显示效果，人们能够根据电子地图定位出自己的准确位置。
现有的电子地图设置了实际地理的平面信息，人们能够根据自己在电子地图上的位置，通过测距的方法获取位置信息，需要获取节点间的距离，即已知发射信号强度，接收节点根据收到的信号强度，计算信号在传播过程中的损耗，使用理论或经验的信号传播模型将传播损耗转化为距离。但是，室内环境相对复杂，信号微弱，且多径、反射现象严重，测距过程很容易受其影响产生测距误差，且由此带来的定位误差容易造成累积，影响定位精度。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题现有技术基于电子地图进行定位时，精确度不高。

发明内容
为了提高基于电子地图进行定位的精确度，本发明实施例提供了一种基于电子地图的定位方法及定位装置。所述技术方案如下 一种基于电子地图的定位方法，具体包括 获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数； 根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取χ坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点； 以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度，判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
具体地，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括 根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述X坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标； 根据所述X坐标，在所述特征参数数据库中的所述X坐标所处的Y轴上进行相似度比较，以查找出所述Y轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标。
具体地，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括 根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述Y坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标； 根据所述Y坐标，在所述特征参数数据库中的所述Y坐标所处的X轴上进行相似度比较，以查找出所述X轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标。
其中，所述获取每层网格的相似度具体包括 获取每层网格中的各个网格的相似度； 将每层网格中的各个网格的相似度组成的集合作为每层网格的相似度。
其中，所述获取每层网格中各个网格的相似度具体包括 获取每层网格的各个网格的四个顶点的相似度； 对所述四个顶点的相似度做加权处理，获取到每层网格中各个网格的相似度。
进一步地，所述接收机在所测区域接收到特征参数之前还包括 预设所测区域的特征参数数据库，所述特征参数数据库包括所测区域的网格中任意顶点的位置信息，和所述位置信息相应的特征参数之间的对应关系； 所述位置信息包括X坐标、Y坐标和高度信息，所述特征参数至少包括基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度； 相应地，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括 根据接收的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度，与特征数据库中存储的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点。
本实施例同时提供了一种基于电子地图的定位装置，所述装置具体包括 接收模块，用于获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数； 网格顶点获取模块，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和 Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点； 判断模块，用于以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度，判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
具体地，所述网格顶点获取模块具体包括 X坐标第一获取单元，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述X坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标； Y坐标第一获取单元，用于根据所述X坐标，在所述特征参数数据库中的所述X坐标所处的Y轴上进行相似度比较，以查找出所述Y轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标。
具体地，所述网格顶点获取模块具体包括 Y坐标第二获取单元，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述Y坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标； X坐标第二获取单元，用于根据所述Y坐标，在所述特征参数数据库中的所述Y坐标所处的X轴上进行相似度比较，以查找出所述X轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标。
其中，所述判断模块具体包括 第一获取单元，用于以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格； 第二获取单元，用于获取每层网格中的各个网格的相似度； 第三获取单元，用于将所述第二获取单元获取的每层网格中的各个网格的相似度组成的集合，作为每层网格的相似度； 判断单元，用于判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
其中，所述第二获取单元具体包括 第一获取子单元，用于获取每层网格的各个网格的四个顶点的相似度； 第二获取子单元，用于对所述四个顶点的相似度做加权处理，获取到每层网格中各个网格的相似度。
进一步地，所述装置还包括 预设模块，预设所测区域的特征参数数据库，所述特征参数数据库包括所测区域的网格中任意顶点的位置信息，和所述位置信息相应的特征参数之间的对应关系；所述位置信息包括X坐标、Y坐标和高度信息，所述特征参数至少包括基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度； 相应地，所述网格顶点获取模块具体包括根据接收的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度，与特征数据库中存储的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点ο 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是通过将网格特征数据融合到电子地图，并通过终端与基站及定位ID生成器之间的通信，获取到终端在电子地图中的位置信息；而且通过预设包括了特征数据和高度信息对应关系的特征数据库，从而实现了对终端高度的定位，可以将终端的高度精确到楼层信息。


图1是本实施例1中提供的基于电子地图的定位方法流程图； 图2是本实施例2中提供的基于电子地图的定位方法流程图； 图3是本实施例2中提供的电子地图的网格示意图； 图4是本实施例2中提供的判断定位出的位置信息是否精确的流程图； 图5是本实施例3中提供的基于电子地图的定位装置结构示意图； 图6是本实施例3中提供的判断模块的结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例1 参见图1，本实施例提出了一种基于电子地图的定位方法，具体包括 101 获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数； 102 根据该特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取χ坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点； 103 以该网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度， 判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取该第一层网格中各个网格的最大相似度，并将该最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
本实施例提供的方法，在接收机接收到特征参数时，通过分别根据X坐标和Y坐标方向的极大值获取网格顶点，并且根据该网格顶点辐射的多层网格，判断第一层网格中各个网格相似度是否最大，从而将第一层网格中相似度最大的网格作为最终获取的精确的位置信息，从而提高了位置信息的精确度。
实施例2 本实施例针对具体的应用场景，对本发明的技术方案进行详细说明，以使本领域技术人员清楚理解本发明的技术方案。
参见图2，本实施例提出了一种基于电子地图的定位方法，具体包括 201 预设终端位于电子地图的所测区域的任意顶点的特征参数数据库，该特征参数数据库中包括电子地图的任意顶点的位置信息，与该位置信息的特征参数之间的对应关系。
具体地，本实施例所述的所测区域可以为任意用电子地图表示的室内区域，如大型建筑物内。
对于该步骤，该位置信息包括任意顶点的坐标信息和高度信息，实际应用中，将终端置于所测区域的电子地图的任意顶点，该终端通过网络获取到在该顶点的特征参数，且由于该顶点在电子地图中对应一坐标信息，因而获取到该顶点的特征参数和坐标信息的对应关系。通过将终端置于所测区域的所有顶点，则获取到所有顶点的特征参数和坐标信息的对应关系，从而根据该对应关系建立特征参数数据库。
对于高度信息，本实施例通过设置在终端中的气压测高芯片，获取终端在任意顶点的高度信息，因而通过将终端置于所测区域的所有顶点，则获取到所有顶点的特征参数、 坐标信息和高度信息的对应关系，从而根据该对应关系建立特征参数数据库。具体地，该高度信息可以为楼层信息或海拔高度信息；本实施例可以在气压测高芯片中设置一计算模块，该计算模块中预设每个楼层的高度，此时，气压测高芯片输出的高度信息为楼层信息； 本实施例也可以在终端中设置一计算模块，该计算模块中预设每个楼层的高度，此时，气压测高芯片输出的高度信息为海拔高度信息，终端根据该海拔高度信息获取到楼层信息。如某大型建筑物的海拔是180m，一层楼的楼高为細，那么气压传感器获取到的气压测高值为 201m时，计算模块可以计算出气压测高值对应的楼层信息为6层。
具体地，本实施例在所测区域的电子地图中预设初始坐标起点，并根据X轴和Y轴方向以坐标递增的顺序，对每个网格的四个顶点设置坐标，每个网格表示一个单位区域。本实施例中，电子地图的任意顶点的高度信息通过气压测高值 对于电子地图的任意顶点的高度信息，可以是楼层信息，也可以是海拔高度信息， 实际应用中，可以通过预设楼层的高度，根据楼层高度与海拔高度信息获取该海拔高度信息对应的楼层信息。
下面给出一种获取特征参数数据库的实施例 本实施例以所测区域是大型建筑物内为例进行说明，在该大型建筑物外设置有若干个基站，并通过室内吸顶天线转发基站发送的信号，使位于所测区域的终端获取到基站发送的基站信号。如，基站与终端之间可以采用TDOA(Time Difference of Arrival，信号时延差)定位方式获取基站信号，TDOA定位方式是通过测量目标移动终端向不同基站发送携带基站网格特征数据的基站信号的信号时延差值，来确定目标移动终端的位置，该基站网格特征数据包括RSSI信息和TDOA信息等。如图3所示，若i = 100，j = 100，则G100，
100对应多个定位ID生成器定位信号的信号强度，如R1、R2、R3......等，那么RSSIl表示定位ID生成器定位信号的信号强度，ΔΤ1 = T1-T2，ΔΤ2 = T2-T3，表示两个定位ID生成器的TDOA时间差。
本实施例同时在该大型建筑物内设置有若干个定位ID生成器，定位ID生成器是一个信号发生装置。终端位于所测区域时，会接收到定位ID生成器发送的定位天线信号。 实际应用中，可以在该大型建筑物内的每个楼层设置多个定位ID生成器，每个楼层设置的定位ID生成器的数目越多，对终端的定位效果越明显，从而利用定位ID生成器对终端进行辅助定位。
其中，终端位于所测区域的任意顶点时，接收到基站发送的基站信号和定位ID生成器发送的定位天线信号，该基站信号携带了基站ID、基站广播定位信号的信号时延、时延差和信号强度等特征参数，该定位天线信号携带了定位ID生成器的ID和定位ID生成器的信号强度等特征参数。且终端位于某一顶点时，会接收到多个基站信号和多个定位天线信号。
因此，建立某一顶点的位置信息与多个特征参数的对应关系，从而根据终端位于所测区域的所有顶点的位置信息与多个特征参数的对应关系，建立特征参数数据库。该特征参数包括基站ID、基站信号时延、基站信号时延差、基站信号强度、定位ID生成器的ID和定位ID生成器的信号强度。本实施例将网格特征数据融入电子地图，实现了网格特征数据与电子地图的融合技术。
202 接收机在所测区域接收到特征参数； 203 根据接收的特征参数，在特征参数数据库中查找该特征参数对应的X坐标； 其中，本实施例为实现精确定位，提出了网格定位方法。本实施例以先查询对应的 X坐标后查询Y坐标为例进行说明，实际应用中，以先查询对应的Y坐标后查询X坐标为例进行说明，本实施例对此不做限定。
本实施例中电子地图的任意网格顶点均可以用网格坐标来表示，如图3所示，a、 b、c、d表示某网格的四个顶点，本实施例不对每个网格的具体长度进行限定，可以将网格设置为;3mX;3m的单位网格。
特征参数数据库中建立了特征参数、X坐标、Y坐标、高度信息等的对应关系，该步骤用于获取该特征参数对应的X坐标。具体地，从坐标起始点以预设的顺序在特征参数数据库中查找该特征参数对应的χ坐标，查找时，依序比对该特征参数与每个χ坐标对应的特征参数的相似度，获取特征参数的相似度的极大值，从而获取对应的χ坐标。
此处，极大值是指比左右两边的点都大的点，也就是数学上的极大值。实际应用中，比对相似度的方法可以有很多，本实施例不对此进行限定，此处以Euclidean距离(欧几里德距离)比对相似度的方式进行说明，Euclidean距离的值越大，表明相似度越大。 Euclidean距离具体为
权利要求
1.一种基于电子地图的定位方法，其特征在于，所述方法具体包括获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数；根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点；以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度，判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述X坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标；根据所述X坐标，在所述特征参数数据库中的所述X坐标所处的Y轴上进行相似度比较，以查找出所述Y轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述Y坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标；根据所述Y坐标，在所述特征参数数据库中的所述Y坐标所处的X轴上进行相似度比较，以查找出所述X轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取每层网格的相似度具体包括获取每层网格中的各个网格的相似度；将每层网格中的各个网格的相似度组成的集合作为每层网格的相似度。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获取每层网格中各个网格的相似度具体包括获取每层网格的各个网格的四个顶点的相似度；对所述四个顶点的相似度做加权处理，获取到每层网格中各个网格的相似度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收机在所测区域接收到特征参数之前还包括预设所测区域的特征参数数据库，所述特征参数数据库包括所测区域的网格中任意顶点的位置信息，和所述位置信息相应的特征参数之间的对应关系；所述位置信息包括X坐标、Y坐标和高度信息，所述特征参数至少包括基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度；相应地，所述根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点，具体包括 根据接收的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度，与特征数据库中存储的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度进行相似度比较， 获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点。
7.一种基于电子地图的定位装置，其特征在于，所述装置具体包括 接收模块，用于获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数；网格顶点获取模块，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶 判断模块，用于以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度，判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述网格顶点获取模块具体包括X坐标第一获取单元，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述X坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标；Y坐标第一获取单元，用于根据所述X坐标，在所述特征参数数据库中的所述X坐标所处的Y轴上进行相似度比较，以查找出所述Y轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述网格顶点获取模块具体包括Y坐标第二获取单元，用于根据所述特征参数，在预设的包括了特征参数、X坐标和Y坐标的对应关系的特征参数数据库中进行相似度比较，以查找出所述Y坐标中与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的Y坐标；X坐标第二获取单元，用于根据所述Y坐标，在所述特征参数数据库中的所述Y坐标所处的X轴上进行相似度比较，以查找出所述X轴上与所述接收的特征参数相似度极大的特征参数，并获取所述特征参数对应的X坐标。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述判断模块包括第一获取单元，用于以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格； 第二获取单元，用于获取每层网格中的各个网格的相似度；第三获取单元，用于将所述第二获取单元获取的每层网格中的各个网格的相似度组成的集合，作为每层网格的相似度；判断单元，用于判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大；若最大，则获取所述第一层网格中各个网格的最大相似度，并将所述最大相似度对应的网格视为最终获取的位置信息，否则，重新进行定位。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述第二获取单元具体包括 第一获取子单元，用于获取每层网格的各个网格的四个顶点的相似度；第二获取子单元，用于对所述四个顶点的相似度做加权处理，获取到每层网格中各个网格的相似度。
12.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述网格顶点获取模块还用于从预设的特征参数数据库中获取基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度，与接收的基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度进行比较，获取X坐标和Y 坐标都为极大值的网格顶点；所述特征参数数据库中存储电子地图的所测区域的网格中任意顶点的位置信息，和所述位置信息相应的特征参数之间的对应关系；所述位置信息包括X坐标、Y坐标和高度信息，所述特征参数至少包括基站信号时延差、基站信号强度和定位ID生成器的信号强度。
全文摘要
本发明公开了一种基于电子地图的定位方法及装置，属于导航领域。所述方法包括获取接收机在电子地图的所测区域接收的特征参数；根据所述特征参数，在预设的特征数据库中进行相似度比较，获取X坐标和Y坐标都为极大值的网格顶点；以所述网格顶点为中心获取周围的至少三层网格，并获取每层网格的相似度，判断最靠近网格中心的第一层网格的相似度是否最大，以进行精确度检测。所述装置包括接收模块、网格顶点获取模块和判断模块。本发明在接收机接收到特征参数时，根据特征参数数据库中预设的特征参数与位置信息的对应关系，获取到该特征参数对应的位置信息，并验证了获取的位置信息的精确度，提高了位置信息的精确度。
文档编号G01C21/30GK102186238SQ20111008687
公开日2011年9月14日 申请日期2011年4月7日 优先权日2011年4月7日
发明者邓中亮, 施浒立, 来奇峰, 那日苏, 朱宇佳, 徐连明 申请人:北京邮电大学, 北京首科信通科技有限责任公司