本發(fā)明屬于智能電表定位，涉及一種基于測(cè)距的智能電表定位方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著智能電網(wǎng)的發(fā)展，智能電表的廣泛應(yīng)用使得精確、高效的電表定位成為電力系統(tǒng)管理的重要需求。傳統(tǒng)的電表定位方法主要依賴于固定位置的參考點(diǎn)或預(yù)先布置的基礎(chǔ)設(shè)施，這種方法在實(shí)際應(yīng)用中存在諸多局限性，特別是在復(fù)雜的臺(tái)區(qū)環(huán)境中，如信號(hào)干擾、多徑效應(yīng)等，導(dǎo)致定位精度下降。

2、現(xiàn)有的智能電表定位技術(shù)通常依賴單一的測(cè)距方法，如gps或wi-fi定位，但在室內(nèi)或信號(hào)遮擋嚴(yán)重的環(huán)境中，這些方法往往無(wú)法提供足夠的精度和可靠性。此外，傳統(tǒng)方法在處理多跳通信時(shí)缺乏有效的路徑選擇和優(yōu)化機(jī)制，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)變化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，導(dǎo)致定位誤差累積，影響最終的定位結(jié)果。因此，亟需一種能夠在復(fù)雜環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高精度智能電表定位的新方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本技術(shù)提供了一種基于測(cè)距的智能電表定位方法、系統(tǒng)、介質(zhì)及設(shè)備，通過(guò)構(gòu)建最短沿途電表路徑并利用飛行時(shí)間測(cè)距和損失函數(shù)優(yōu)化，解決了智能電表的精確定位問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供一種基于測(cè)距的智能電表定位方法，包括：

3、根據(jù)各智能電表與臺(tái)區(qū)量測(cè)終端之間的本地鏈路信息，獲取最短路徑并以所述最短路徑的起點(diǎn)作為當(dāng)前最近智能電表；其中，所述最短路徑是以移動(dòng)設(shè)備的無(wú)線通訊范圍內(nèi)的各智能電表為起點(diǎn)，到達(dá)待測(cè)智能電表的各沿途電表路徑中的最短路徑；

4、根據(jù)移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)，以及在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表之間的無(wú)線通訊飛行時(shí)間，依次計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，直到當(dāng)前最近智能電表為所述待測(cè)智能電表，輸出待測(cè)智能電表的位置坐標(biāo)；其中，在每次計(jì)算后，更新當(dāng)前最近智能電表為所述最短路徑中的下一個(gè)智能電表。

5、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)構(gòu)建最短沿途電表路徑，確保了路徑選擇的最優(yōu)性，減少了不必要的多跳通信，提高了定位效率；利用逐步更新的方法，從當(dāng)前最近智能電表開始逐步逼近待測(cè)智能電表的真實(shí)位置，提高了定位精度。

6、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)，以及在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表之間的無(wú)線通訊飛行時(shí)間，依次計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，包括：

7、根據(jù)所述無(wú)線通訊飛行時(shí)間，計(jì)算移動(dòng)設(shè)備在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表的飛行時(shí)間距離；

8、根據(jù)所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和各所述飛行時(shí)間距離，計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的第一位置坐標(biāo)。

9、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)無(wú)線通訊飛行時(shí)間(tof)精確測(cè)量移動(dòng)設(shè)備與智能電表之間的距離，提高了測(cè)距的準(zhǔn)確性；計(jì)算第一位置坐標(biāo)，為后續(xù)優(yōu)化提供了可靠的初始估計(jì)值，增強(qiáng)了算法的魯棒性。

10、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述根據(jù)移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)，以及在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表之間的無(wú)線通訊飛行時(shí)間，依次計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，還包括：

11、根據(jù)各所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和所述第一位置坐標(biāo)，迭代求解預(yù)設(shè)的損失函數(shù)，獲得當(dāng)前最近智能電表的第二位置坐標(biāo)，直到相鄰兩次求解得到的所述第二位置坐標(biāo)的偏差精度符合預(yù)設(shè)閾值，輸出當(dāng)前獲得的第二位置坐標(biāo)作為所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，且在每次獲得第二位置坐標(biāo)之后，根據(jù)所述第二位置坐標(biāo)，更新所述第一位置坐標(biāo)；

12、其中，所述損失函數(shù)是根據(jù)所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和所述第一位置坐標(biāo)構(gòu)造的。

13、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：在第一位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)迭代求解損失函數(shù)，最小化距離殘差，逐步優(yōu)化智能電表的位置估計(jì)，最終獲得高精度的定位結(jié)果；在每次迭代后更新第一位置坐標(biāo)，確保每次優(yōu)化都基于最新的最佳估計(jì)值，提高了定位的收斂速度和精度。

14、在本技術(shù)第一方面的一些實(shí)施例中，所述損失函數(shù)是根據(jù)所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和所述第一位置坐標(biāo)構(gòu)造的，包括：

15、根據(jù)殘差平方和函數(shù)構(gòu)造損失函數(shù)，其中公式如下：

16、

17、

18、其中x′、y′和z′表示當(dāng)前最近智能電表的第一位置坐標(biāo)，xi、yi和zi表示移動(dòng)設(shè)備在第i個(gè)位置下的位置坐標(biāo)，di表示移動(dòng)設(shè)備在第i個(gè)位置下與當(dāng)前最近智能電表的飛行時(shí)間距離，e(x,y,z)表示殘差平方和函數(shù),x、y和z表示迭代求解過(guò)程中待修正的當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，n表示移動(dòng)設(shè)備的不同位置的數(shù)量。

19、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)使用殘差平方和函數(shù)構(gòu)造損失函數(shù)，可以精確地衡量移動(dòng)設(shè)備在不同位置下與當(dāng)前最近智能電表之間的距離殘差，綜合考慮所有這些位置的信息，有助于更準(zhǔn)確地確定智能電表的位置坐標(biāo)，從而提高了整個(gè)定位系統(tǒng)的精度。

20、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于測(cè)距的智能電表定位系統(tǒng)，包括：最短路徑獲取模塊和定位模塊；

21、其中，所述最短路徑獲取模塊，用于根據(jù)各智能電表與臺(tái)區(qū)量測(cè)終端之間的本地鏈路信息，獲取最短路徑并以所述最短路徑的起點(diǎn)作為當(dāng)前最近智能電表；其中，所述最短路徑是以移動(dòng)設(shè)備的無(wú)線通訊范圍內(nèi)的各智能電表為起點(diǎn)，到達(dá)待測(cè)智能電表的各沿途電表路徑中的最短路徑；

22、所述定位模塊，用于根據(jù)移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)，以及在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表之間的無(wú)線通訊飛行時(shí)間，依次計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，直到當(dāng)前最近智能電表為所述待測(cè)智能電表，輸出待測(cè)智能電表的位置坐標(biāo)；其中，在每次計(jì)算后，更新當(dāng)前最近智能電表為所述最短路徑中的下一個(gè)智能電表。

23、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本技術(shù)以上實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)構(gòu)建最短沿途電表路徑，確保了路徑選擇的最優(yōu)性，減少了不必要的多跳通信，提高了定位效率；利用逐步更新的方法，從當(dāng)前最近智能電表開始逐步逼近待測(cè)智能電表的真實(shí)位置，提高了定位精度。

24、在本技術(shù)第二方面的一些實(shí)施例中，所述定位模塊，包括：飛行時(shí)間距離計(jì)算單元和第一位置坐標(biāo)計(jì)算單元；

25、其中，所述飛行時(shí)間距離計(jì)算單元，用于根據(jù)所述無(wú)線通訊飛行時(shí)間，計(jì)算移動(dòng)設(shè)備在各位置下對(duì)應(yīng)的與當(dāng)前最近智能電表的飛行時(shí)間距離；

26、所述第一位置坐標(biāo)計(jì)算單元，用于根據(jù)所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和各所述飛行時(shí)間距離，計(jì)算所述當(dāng)前最近智能電表的第一位置坐標(biāo)。

27、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)無(wú)線通訊飛行時(shí)間(tof)精確測(cè)量移動(dòng)設(shè)備與智能電表之間的距離，提高了測(cè)距的準(zhǔn)確性；計(jì)算第一位置坐標(biāo)，為后續(xù)優(yōu)化提供了可靠的初始估計(jì)值，增強(qiáng)了算法的魯棒性。

28、在本技術(shù)第二方面的一些實(shí)施例中，所述定位模塊，還包括：第一位置修正單元；

29、所述第一位置修正單元，用于根據(jù)各所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和所述第一位置坐標(biāo)，迭代求解預(yù)設(shè)的損失函數(shù)，獲得當(dāng)前最近智能電表的第二位置坐標(biāo)，直到相鄰兩次求解得到的所述第二位置坐標(biāo)的偏差精度符合預(yù)設(shè)閾值，輸出當(dāng)前獲得的第二位置坐標(biāo)作為所述當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，且在每次獲得第二位置坐標(biāo)之后，根據(jù)所述第二位置坐標(biāo)，更新所述第一位置坐標(biāo)；

30、其中，所述損失函數(shù)是根據(jù)所述移動(dòng)設(shè)備在不同位置下的位置坐標(biāo)和所述第一位置坐標(biāo)構(gòu)造的。

31、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：在第一位置坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過(guò)迭代求解損失函數(shù)，最小化距離殘差，逐步優(yōu)化智能電表的位置估計(jì)，最終獲得高精度的定位結(jié)果；在每次迭代后更新第一位置坐標(biāo)，確保每次優(yōu)化都基于最新的最佳估計(jì)值，提高了定位的收斂速度和精度。

32、在本技術(shù)第二方面的一些實(shí)施例中，所述第一位置修正單元，包括：損失函數(shù)構(gòu)造子單元；

33、所述損失函數(shù)構(gòu)造子單元，用于根據(jù)殘差平方和函數(shù)構(gòu)造損失函數(shù)，其中公式如下：

34、

35、

36、其中x′、y′和z′表示當(dāng)前最近智能電表的第一位置坐標(biāo)，xi、yi和zi表示移動(dòng)設(shè)備在第i個(gè)位置下的位置坐標(biāo)，di表示移動(dòng)設(shè)備在第i個(gè)位置下與當(dāng)前最近智能電表的飛行時(shí)間距離，e(x,y,z)表示殘差平方和函數(shù),x、y和z表示迭代求解過(guò)程中待修正的當(dāng)前最近智能電表的位置坐標(biāo)，n表示移動(dòng)設(shè)備的不同位置的數(shù)量。

37、相比于現(xiàn)有技術(shù)，上述實(shí)施例具有如下有益效果：通過(guò)使用殘差平方和函數(shù)構(gòu)造損失函數(shù)，可以精確地衡量移動(dòng)設(shè)備在不同位置下與當(dāng)前最近智能電表之間的距離殘差，綜合考慮所有這些位置的信息，有助于更準(zhǔn)確地確定智能電表的位置坐標(biāo)，從而提高了整個(gè)定位系統(tǒng)的精度。

38、第三方面，本發(fā)明還提供一種基于測(cè)距的智能電表定位設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被加載至處理器時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種基于測(cè)距的智能電表定位方法的步驟。

39、第四方面，本技術(shù)實(shí)施例還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述的一種基于測(cè)距的智能電表定位方法的步驟。