[發明專利]一種基于手機信號方向和強弱的手機定位算法

有效

• 申請號: 201710352687.9
• 申請日: 2017-05-18
• 公開（公告）號: CN107064984B
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 袁春峰;曲志峰
• 申請（專利權）人: 南京中孚信息技術有限公司
• 主分類號: G01S19/46
• 分類號: G01S19/46;G01S5/04;H04W64/00
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 任益

1.一種基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，基于四個正交方向的天線獲取目標手機的能量大小和方向，并基于GPS獲取采集能量時的能量采集點的位置，其特征在于包含以下步驟：

S1：確定目標位置區域

GPS獲取的位置信息為經度和緯度，通過經度和緯度即可對應到地球表面的位置點，即可確定采集能量的平面位置，計算目標位置時，首先要確定在哪個區域內計算目標的位置，區域的確定基于GPS獲取的能量采集點的位置，每個能量采集點均表現為<經度,緯度>的值對，通過對采集到的多個能量點的經度和緯度在兩個方向分別取均值，得到目標區域的基點值對<X₀,Y₀>，然后由該基點向東西南北四個方向各延伸一定距離作為目標計算的區域，在區域內東西向和南北向每隔若干米取一個點，作為目標的可能位置點，即偽目標點；

S2：確定目標區域方向

采用四個方向的天線來預測目標可能所在的方向，四個方向分別定義為前、后、左、右，以前向為基準，由前向和北向的夾角，來計算前、后、左、右分別指向的真實方向，在采集能量時，針對目標手機的同一次能量發送得知其在四個方向上能量的不同數值，選取相對的前后和左右為兩組能量，分別選取它們中的較大者，兩個較大能量方向會存在一個90度的夾角區域，該區域被認為目標最有可能落入的區域和方向；

S3：確定目標精確方向

在初步計算出目標可能落入的90度區域后，采用相對方向能量互抵、相鄰方向能量反比的方法來確定精確角度，即假設某次獲取到的能量大小為a、b、c、d分別對應前、后、左、右四個方向，在a和b中選擇較大者，c和d中較大者，確定目標位于兩個較大者對應的區域內，相對方向能量互抵，由此可以確定目標的方向；

S4：確定目標距離

根據獲取的信號強度計算一個最小距離和最大距離，計算公式為D=λ(C-U)，參數λ分為λ1和λ2，分別針對最小和最大距離計算的系數，C為一個常量，即最大能量值，U為獲取的信號強度值，由上述距離公式會得出一個環形帶狀區域，內圈為最小距離的半徑中心圓，外圈為最大距離的半徑中心圓，在兩個圓中間的區域為根據能量大小計算出的目標所在范圍區域；

S5：計算目標位置概率

目標位置的所有可能點是否為真實目標的概率由多次獲取到的能量方向和大小進行計算，每次能量的獲取都會根據方向和能量大小確定一個目標的位置范圍，范圍內的點的概率累加，累加值的大小由本次能量的特點進行權重計算，最終對所有點的概率按大小排序，概率越大的偽目標是真實目標的可能性就越大，反之越小。

2.根據權利要求1所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于還可以消除異常能量帶來的方向影響，具體的過程為采用方向角度誤差容錯機制，即在基于某次能量采集計算出目標相對于該點的準確方向后，以該方向的角度基準上下均偏移15度，在該30度內范圍內的偽目標點均增加概率，對于前后或左右方向上能量值相差大于閾值時，定義其為異常能量，異常能量點計算出的范圍內的所有偽目標點的概率值增加量均減小。

3.根據權利要求2所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于所述閾值為取最大能量的20%。

4.根據權利要求1所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于還可以降低小能量帶來的計算誤差，具體的過程為引入了閾值能量，該閾值大小由實際測試所得的經驗值，在能量采集點獲取的四個方向中最大的能量值和閾值能量的比值設為本次計算出的范圍內的偽目標點概率增加值的基礎值，在降低小能量帶來的干擾時，選擇對基礎值進行平方或多次方來改變本次計算的概率增加值。

5.根據權利要求4所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于所述閾值值大小通常取最大能量的40%。

6.根據權利要求1所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于在位置計算時優先對方向進行計算排序篩選，對篩選出的大概率的前特定數目的點再加入能量大小計算的范圍內點增加概率貢獻重新排序。

7.根據權利要求1所述的基于手機信號方向和強弱的手機定位算法，其特征在于所述計算目標位置概率的具體過程為：首先由采集的能量先確定基點，進而確定偽目標點，然后對能量的采集點分別計算偽目標點的夾角概率和距離概率，得到兩個概率數組，對偽目標點先排序角度概率，取特定數目的大概率偽目標點，再加上對應偽目標點的距離概率，重新排序，返回排序后的偽目標點。