CN101938831B - 定位频率的动态调整方法 - Google Patents

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Abstract

一种定位频率的动态调整方法，包括：执行一次定位过程，获得定位信息；根据所述定位信息确定***的移动因素；根据所述移动因素计算到下次定位的时间间隔。所述移动因素包括：移动速度、移动方向、移动路线。所述移动因素采用下述方式结合：Δt＝(a1Δt1+a2Δt2+a3Δt3)/(a1+a2+a3)；Δt为所要采用的到下次定位时间间隔；Δt1、Δt2和Δt3分别为根据移动速度、移动方向、移动路线分别计出的到下次定位的时间间隔；a1、a2和a3为加权值系数。使用本发明，可以实现定位准确前提下降低***的功耗。

Description

定位频率的动态调整方法
技术领域
本发明涉及定位技术领域，特别是指一种定位频率的动态调整方法。
背景技术
ZigBee技术是一种短距离、低数据速率、低功耗的无线网络通信技术。如图1示出了基于ZigBee网络实现无线定位的网络示意图。包括设置在不同位置(如社区不同位置)的基站，可与基站进行无线通信的无线***。其中，***可由移动对象(如用户)携带，从而实现对该移动对象的定位。
如图2所示的定位流程图示出了该具体的定位过程，包括：***周期发送8个广播信号，并接收至少三个基站的响应信号，根据所收响应信号的能量选择三个信号能量最强的基站，然后根据响应信号的能量大小、传播指数和三个基站的位置信息计算出该***的位置信息。其中，上述定位流程每间隔一段时间(即固定周期/频率)执行。如中国专利申请号位200720029730.X和200820111002.8的专利申请就公开了上述的定位方法。
无线***由用户携带，采用的是电池供电，因此在***需要保证定位准确的前提下，降低其功耗减少耗电对于***来说非常重要。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种定位频率的动态调整方法，以实现定位准确前提下降低***的功耗。
本发明提供的定位频率的调整方法，包括步骤：
A、执行一次定位过程，获得定位信息；
B、根据定位信息确定***的移动因素；
C、根据移动因素计算到下次定位的时间间隔。
由上，可以实现对下次定位的时间间隔的改变，即对定位频率进行调整，以实现定位准确前提下降低***的功耗。
可选的，所述移动因素包括以下之一或任意结合：移动速度、移动方向、移动路线。
由上，可以采用上述方式之一或结合对定位频率进行调整。
可选的，所述移动因素采用下述方式结合：Δt＝(a1Δt1+a2Δt2+a3Δt3)/(a1+a2+a3)；Δt为所要采用的到下次定位时间间隔；Δt1、Δt2和Δt3分别为根据移动速度、移动方向、移动路线分别计出的到下次定位的时间间隔；a1、a2和a3为加权值系数。
由上，通过加权值系数，可以实现在对定位频率进行调整时，通过不同权重的对上述移动速度、移动方向、移动路线因素的采纳。
其中，所述移动因素为移动速度时；步骤B为：根据***前次和当前的定位位置、前次与本次定位的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝两次位置的距离/两次时间间隔；步骤C为：根据所述移动速度的快慢计算到下次定位的时间间隔短长。
由上，可具体通过两次定位的信息计算出***移动速度快慢，以计算到下次定位的时间间隔短长。
可选的，步骤C包括：当移动速度低于第一预设值时，选择该区间值对应的一较长的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔；当移动速度高于第二预设值时，选择该区间值对应的一较短的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔；当移动速度位于第一、第二预设值之间，选择该区间值对应的一正常时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔。
由上，可以采用分段函数的方式方便的实现根据***移动速度快慢计算到下次定位的时间间隔短长。
可选的，步骤C所述计算采用下述公式：Δt＝f(v)；Δt为到下次定位的时间间隔；v为移动速度；f为一曲线函数。
由上，可以采用连续函数实现根据***移动速度快慢计算到下次定位的时间间隔短长。在***高速度移动情况下，当速度稍微升高时Δt会快速升高(表现为斜率增大)，以实现在高速下短时间大位移情况下的及时定位。
其中，所述移动因素为移动方向时；步骤B为：根据存储的前两次的定位位置所构成的直线，判断当前定位的位置在所述直线上的误差；步骤C为：根据所述误差大小计算到下次定位的时间间隔短长。
由上，可以通过前两次定位信息来实现对移动方向的确定，从而根据当前定位的位置在所述直线上的误差计算到下次定位的时间间隔短长。
可选的，当所述误差小于一特定值时，还包括：根据***前次和当前的定位位置、前次与本次定位的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝两次位置的距离/两次时间间隔；在执行下次定位前，根据上述移动速度、所述当前位置、所述直线方向，以及所要上报位置到所述当前的时间间隔，计算出该上报位置时刻的***的位置。
由上，可以实现当时间间隔较长时，即为在直线方向继续运行时，在到达执行下次定位过程前，采用上述软定位的方式，即计算的方式，向用户持续提供***的位置信息。
其中，所述移动因素为移动路线时；步骤B为：根据当前定位位置、地图线路数据判断运行路线为到下一个路线分支的距离大小；步骤C为：根据所述距离大小计算到下次定位的时间间隔长短。
由上，可以通过两次定位信息。地图线路数据确定到下一个路线分支的距离大小，根据所述距离大小计算到下次定位的时间间隔长短。
可选的，当所述到下一个路线分支的距离大于一特定值时，还包括：根据***前次和当前定位位置和地图线路数据得到的移动轨迹计算出两定位位置间的路线长度，再结合前次和当前的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝所述路线长度/时间间隔；在执行下次定位前，根据上述移动速度、所述当前位置、所述地图线路数据，以及所要上报位置到所述当前的时间间隔，计算出该上报位置时刻的***的位置。
由上，可以实现当时间间隔较长时，即距离下次分支较远时，在到达执行下次定位过程前，采用上述软定位的方式，即计算的方式，向用户持续提供***的位置信息。
附图说明
图1为基于ZigBee网络实现定位的网络示意图；
图2为现有的固定周期的定位流程图；
图3为根据***移动速度对定位频率调整的定位流程图；
图4为定位的时间间隔的曲线函数图；
图5为根据***移动方向对定位频率调整的定位流程图；
图6为根据***移动线路对定位频率调整的定位流程图。
具体实施方式
本发明将固定频率的执行定位过程，更改为动态频率的执行定位过程。具体来说，判断所触发的条件，当符合所触发的条件时，进行定位频率的调整，即更改下次定位的时间间隔。这些触发条件包括***移动速度的变化、移动方向的变化和移动路线的变化。其中，上述触发条件可以单独使用，也可以结合使用。下面分别对本发明进行详细说明。
如图3示出了根据***移动的速度对定位频率调整的定位流程图，包括以下步骤：
步骤31、执行一次定位过程，确定***当前位置。该步骤可参见图2示出的流程，此处不再赘述。
步骤32、根据***当前位置、所记录的***上次执行定位时的位置计算出两个位置的距离，根据***当前时间、所记录的***上次执行定位的时间计算出两次执行定位的时间间隔，然后按照下述公式1计算出***的移动速度：
移动速度＝距离/时间间隔    (1)
步骤33、根据速度的快慢调整执行下次定位与本次定位的时间间隔，即调整执行定位的频率。具体为：
当移动速度低于某预设值a(即第一预设值)时，表示携带该***的用户移动的速度比较慢，例如为携带该***的老年人、或步行者等，此时则选择一较长的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔，即降低执行定位的频率；
当移动速度高于某设定值b(即第二预设值)，表示携带该***的用户移动的速度比较快，例如为携带该***的摩托车、汽车，此时则选择一较短的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔，即提高执行定位的频率；
当移动速度位于设定值a和b之间，则以一正常时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔；即维持执行定位的频率。
上述例子采用了分段函数的方式设定了三档的移动速度对应三个时间间隔，不难理解，可以根据需要划分的更细。或者采用一连续函数的方式，如Δt＝f(v)，其中Δt表示下次执行定位的时间间隔，v表示计算出的移动速度，f表示一连续函数，从而可以实现定位时间间隔的长短随时移动速度慢快进行实时的动态变化。其中Δt＝f(v)可以为正比例函数，也可以是如图4示出的曲线函数，采用该图4曲线函数的特点是：在***低速度移动下Δt变化较慢，而在高速度移动下Δt变化较快。如图4所示，在***高速度移动情况下，当速度稍微升高时Δt会快速升高(表现为斜率增大)，以实现在高速下短时间大位移情况下的及时定位。
由上，由于执行定位的频率动态改变，从而在使用对象移动速度快时也可以较快的更新定位信息，在使用对象移动速度慢时，延长定位信号发送时间间隔，达到定位准确基础上的省电的目的。
如图5示出了根据***移动的方向是否为直线对定位频率调整的定位流程图。采用这种方式，是基于携带***的移动对象存在直线匀速或近似匀速移动的情况，因此，可以由***中的相应软件根据上述步骤32计算出的移动速度结合向用户下次提供位置信息的时间和直线移动方向计算出一定时间后的位置，由于是软件计算，也可称为软定位。通过软定位可以避免发起如图2示出的一个定位过程，从而降低功耗。又考虑到软定位的误差及用户移动方向不会总保持不变，因此需要结合判断是否为直线运动对下次定位时间间隔，即定位频率进行调整。该定位流程具体包括以下步骤：
步骤51～步骤52：与步骤31～步骤32相同，不再赘述。
步骤53：***根据存储的前两次的位置信息、当前位置信息判断当前位置处于前两次位置所构成的直线上(允许有一定误差)上的误差大小，即判断用户是否仍旧保持直线运动的可能。
步骤54：根据误差(即远离所述直线的距离越大误差越大，或当前位置与前两次位置中时间更久一次所形成的直线和上述直线构成的夹角越大误差越大，)大小调整执行下次定位与本次执行定位的时间间隔短长，即调整执行定位的频率。具体为：
当判断当前位置处于前两次位置所构成的直线上的误差越小时，表示用户直线运动的趋势性越大，则选择一较长的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔，即降低执行定位的频率；反之，表示用户改变了运动方向，尤其误差较大时，则提高执行定位的频率。并且，当定位的频率较低时，在到达执行下次定位过程前，采用上述软定位的方式向用户持续提供***的位置信息。
其中也可以采用函数来确定时间间隔，如可采用函数：Δt＝f(r)；Δt为到下次定位的时间间隔；r为误差大小；f可为一的曲线函数。原理与图4对应的函数类似，不再赘述。
如图6示出了根据***移动的线路对定位频率调整的定位流程图。这种方式需要结合地图线路数据，其中地图线路数据可由地图线路数据提供商提供(例如地图线路数据提供商提供给GPS导航仪的地图线路数据)，其原理是根据地图线路数据预测携带***的移动对象的可移动轨迹，即移动路线，根据用户移动路线是否存在支路(即是否只有前进后退而不存在转向的路线)对定位频率进行调整。该过程具体包括以下步骤：
步骤61，与步骤31相同，不再赘述。
步骤62：根据***当前位置、所记录的***上次执行定位时的位置和地图线路数据得到的移动轨迹(主要考虑到存在非直线运动的情况，故结合地图线路数据可得到两点之间的路线的长度，而非直线距离)计算出两位置间的路线长度，根据***当前时间、所记录的***上次执行定位的时间计算出两次执行定位的时间间隔，然后按照下述公式2计算出***的移动速度：
移动速度＝路线长度/时间间隔    (2)
步骤63：***根据当前位置信息和地图线路数据、判断移动路线前方靠近支路的大小；
步骤64：根据所述靠近支路距离的大小调整下次定位与本次执行定位的时间间隔长短，具体包括：
所述距离越小，则表示用户路线移动趋势改变的可能性较大，则选择一较短的时间间隔作为执行下次定位过程的时间间隔，即提高执行定位的频率；反之，认为用户会按该路线继续移动，则降低执行定位的频率。并且，当定位的频率较低时，在到达执行下次定位过程前，结合地图线路数据的线路采用上述软定位的方式向用户持续提供***的位置信息。
其中也可以采用函数来确定时间间隔，如可采用函数：Δt＝f(d)；Δt为到下次定位的时间间隔；d为当前位置到支路的距离；f可为一的曲线函数。原理与图4对应的函数类似，不再赘述。
另外，上述几种方法可以单独使用，也可以任意结合使用，例如，可以通过下述方式将以上的几种方法进行结合：
假设根据定位频率调整的上述三种方法分别计算出的到达下次定位时间间隔为Δt1、Δt2和Δt3，那么可以采用下述公式3计算下次定位时间间隔：
Δt＝(a1Δt1+a2Δt2+a3Δt3)/(a1+a2+a3)    (3)
其中，Δt为计算出的下次定位时间间隔，a1、a2和a3为加权值系数，可以取值为不小于零的数。
如上公式3，当加权值系数a1和a2为零时，其实就是表示仅采用a3对应的定位的频率调整方法。当a1为零时，则表示仅采用a2和a3对应的两种定位的频率调整方法的结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种定位频率的动态调整方法，其特征在于，包括步骤：
A、执行一次定位过程，获得定位信息；
B、根据所述定位信息确定***的移动因素；所述移动因素包括：移动速度、移动方向、移动路线；
C、根据所述移动因素采用下述公式计算到下次定位的时间间隔：
△t＝(a1△t1+a2△t2+a3△t3)/(a1+a2+a3)；
△t为所要采用的到下次定位时间间隔；△t1、△t2和△t3分别为根据移动速度、移动方向、移动路线分别计算出的到下次定位的时间间隔；a1、a2和a3为加权值系数；
其中，对应所述移动因素中的移动方向，所述△t2的计算步骤包括：
根据存储的前两次的定位位置所构成的直线，判断当前定位的位置在所述直线上的误差；
根据所述误差大小计算到下次定位的时间间隔△t2。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对应所述移动因素中的移动速度，所述△t1的计算步骤包括：
根据***前次和当前的定位位置、前次与本次定位的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝两次位置的距离/两次时间间隔；
根据所述移动速度的快慢计算到下次定位的时间间隔△t1。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤C包括：
当移动速度低于第一预设值时，增大所述△t1；
当移动速度高于第二预设值时，减小所述△t1；
当移动速度位于第一、第二预设值之间，维持所述△t1。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述△t1的计算采用下述公式：
△t1＝f(v)；
△t1为到下次定位的时间间隔；v为移动速度；f为一曲线函数。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述误差小于一特定值时，还包括：
根据***前次和当前的定位位置、前次与本次定位的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝两次位置的距离/两次时间间隔；
在执行下次定位前，根据上述移动速度、当前位置、所述移动方向，以及所要上报位置到所述当前的时间间隔，计算出该上报位置时刻的***的位置。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对应所述移动因素中的移动路线，所述△t3的计算步骤包括：
根据当前定位位置、地图线路数据判断运行路线中到下一个路线分支的距离大小；
根据所述距离大小计算到下次定位的时间间隔△t3。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，当所述到下一个路线分支的距离大于一特定值时，还包括：
根据***前次和当前定位位置和地图线路数据得到的移动轨迹计算出两定位位置间的路线长度，再结合前次和当前的时间间隔计算***移动速度，该移动速度＝所述路线长度/时间间隔；
在执行下次定位前，根据上述移动速度、当前位置、所述地图线路数据，以及所要上报位置到所述当前的时间间隔，计算出该上报位置时刻的***的位置。
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