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一种共享单车的定位方法及系统与流程

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本发明涉及定位,特别是指一种共享单车的定位方法及系统。

背景技术:

1、在共享单车这一新兴且迅速扩张的行业中,确保每一辆单车都能被精确且可靠地定位,已经成为衡量服务质量、提升用户体验、优化日常运营管理及有效控制成本等多个方面的核心要素。传统的定位技术手段,其主流通常包括依赖全球卫星定位系统或是基于简单的无线网络信号强度来进行位置估算。然而,这些传统方法在实际应用于复杂多变的城市环境中时,面临着诸多挑战。

2、具体而言,gps信号在城市中容易受到高楼大厦、隧道、地下停车场等建筑物的遮挡,导致信号接收不稳定甚至完全丢失,从而影响定位的准确性。同时,城市中的无线电波环境复杂,存在大量的反射、折射现象,即所谓的多路径效应,这也会严重干扰gps信号的接收和解码,进一步降低定位精度。此外,无线信号强度测量法虽然在一定程度上能够弥补gps的不足,但其本身也受到环境噪声、设备差异、信号衰减等多种因素的影响,定位结果往往不够精确和可靠。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种共享单车的定位方法及系统,通过精确锚节点布置、优化距离校正算法、动态调整锚节点设置和多模通信技术的共享单车定位方法,提高定位精度和可靠性。

2、为解决上述技术问题,本发明的技术方案如下:

3、第一方面,一种共享单车的定位方法,所述方法包括:

4、将无线通信功能的芯片作为单车通信芯片,并设定单车芯片之间的通信方式和参数;

5、根据单车通信芯片,部署区域内位置的锚节点,并随机分布未知节点,以发送和接收无线信号;

6、通过测量无线信号从发送端到接收端的衰减计算节点间的距离,以初步获取节点间的距离数据;

7、通过节点间的相互通信和信号交换,对初步获取的节点间距离数据进行校正,以得到校正的距离数据;

8、根据校正的距离数据和锚节点信息,通过计算确定未知节点的位置,以得到定位结果;

9、对定位结果进行深入分析,调整锚节点数目、未知节点数目、节点通信范围以及辅助定位算法的参数,以得到精确的定位信息。

10、进一步的,将无线通信功能的芯片作为单车通信芯片,并设定单车芯片之间的通信方式和参数,包括:

11、将无线通信芯片集成到单车的硬件系统中,确定单车芯片之间的通信方式,例如zigbee、wi-fi、蓝牙;

12、根据单车芯片之间的通信方式,配置单车芯片的通信协议和参数,如通信频率、数据传输速率、发射功率。

13、进一步的,根据单车通信芯片,部署区域内位置的锚节点,并随机分布未知节点,以发送和接收无线信号,包括:

14、根据单车通信芯片,在共享单车运营区域内,选择固定且已知位置的点作为锚节点的部署位置,以得到锚节点的部署位置;

15、根据锚节点的部署位置安装锚节点设备,并配置锚节点的通信参数,如通信频率、发射功率。

16、将单车通信芯片安装未知节点内,并将未知节点随机分布在共享单车运营区域内;

17、根据从锚节点发射无线信号,未知节点接收锚节点发射的信号,以得到无线信号。

18、进一步的,通过测量无线信号从发送端到接收端的衰减计算节点间的距离,以初步获取节点间的距离数据,包括:

19、根据从锚节点发射无线信号,未知节点接收锚节点发射的信号,以得到未知节点记录从锚节点接收到的信号强度;

20、根据记录的信号强度通过计算信号的衰减量,其中,是发射端的信号强度,是接收端的信号强度,是信号衰减;

21、根据信号的衰减量,通过转换为节点间的距离,以初步获取节点间的距离数据,其中,是发射端的信号强度,是接收端的信号强度,是信号频率,是距离。

22、进一步的,通过节点间的相互通信和信号交换,对初步获取的节点间距离数据进行校正,以得到校正的距离数据,包括:

23、根据节点间的初步距离数据构建一个距离矩阵;

24、根据初步距离数据,通过得到最小目标函数,是节点

i和

j之间的初步距离,是对应的权重,是目标函数,和是节点在二维空间中的横坐标和纵坐标;和是节点在相同二维空间中的横坐标和纵坐标;

25、根据最小目标函数,以得到校正的距离数据。

26、进一步的,根据校正的距离数据和锚节点信息,通过计算确定未知节点的位置,以得到定位结果,包括:

27、根据校正的距离数据和锚节点信息,获取已知位置的锚节点信息和计算得到未知节点到每个锚节点的距离;

28、定位未知节点的坐标,对于每个锚节点

i,以建立距离方程为:,其中,是锚节点的位置,是未知节点的坐标,是未知节点到第

i个锚节点的距离;

29、根据方程,构建方程组为,其中,n是锚节点个数;

30、通过构建对方程组进行求解,并选择均值作为优化的起点,进行迭代计算,以得到迭代结果,其中,是最小化的误差;

31、根据锚节点信息、未知节点到每个锚节点的距离和迭代结果的分析,以得到定位结果。

32、进一步的,对定位结果进行深入分析,调整锚节点数目、未知节点数目、节点通信范围以及辅助定位算法的参数,以得到精确的定位信息,包括:

33、根据定位结果,比较已知锚节点位置和计算出的未知节点位置之间的误差,以得到误差分布结果;

34、根据误差分布结果,检查当前锚节点的分布情况,并调整锚节点数目以及调整未知节点数目,以得到调整结果;

35、根据调整结果,确定定位信息。

36、第二方面,一种共享单车的定位系统,包括:

37、获取模块,用于将无线通信功能的芯片作为单车通信芯片,并设定单车芯片之间的通信方式和参数;根据单车通信芯片,部署区域内位置的锚节点,并随机分布未知节点,以发送和接收无线信号;通过测量无线信号从发送端到接收端的衰减计算节点间的距离,以初步获取节点间的距离数据;

38、处理模块,用于通过节点间的相互通信和信号交换,对初步获取的节点间距离数据进行校正,以得到校正的距离数据;根据校正的距离数据和锚节点信息,通过计算确定未知节点的位置,以得到定位结果;对定位结果进行深入分析,调整锚节点数目、未知节点数目、节点通信范围以及辅助定位算法的参数,以得到精确的定位信息。

39、第三方面,一种计算设备,包括:

40、一个或多个处理器;

41、存储装置,用于存储一个或多个程序,当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行,使得所述一个或多个处理器实现所述的方法。

42、第四方面,一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有程序,该程序被处理器执行时实现所述的方法。

43、本发明的上述方案至少包括以下有益效果:

44、通过精确的锚节点布置和优化后的距离校正算法,系统能够提供更准确的定位信息,提高共享单车的定位精度;随机分布的未知节点和动态调整的锚节点设置增强对不同环境条件的适应能力,通过集成多种无线通信技术,系统能够根据实际需求灵活配置通信协议和参数,优化数据传输和信号接收,通过分析定位结果和误差分布,能够动态调整锚节点和未知节点的数目、通信范围及算法参数,实现持续优化和自我修正,优化后的定位精度和可靠性减少了维护和重新部署的需求,从而降低了运营和管理成本,准确的定位信息和可靠的系统性能提高了用户对共享单车的信任,增强了用户体验和满意度。