CN103546964A - 对移动终端进行无线定位的方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对移动终端进行无线定位的方法、装置和系统，涉及定位技术。其中，在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法包括：位于建筑物中的移动终端获取建筑物内的无线节点收发信号的强度；移动终端根据获取到的至少一个无线节点收发信号的强度来获取移动终端的空间位置；移动终端通过网络从服务器获取建筑物的地图与包括建筑物中的多个无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中矢量图指示各无线节点之间的相对位置；移动终端将获取到的空间位置定位在定位地图中以实现对移动终端的室内定位。

Description

对移动终端进行无线定位的方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，更具体的，涉及一种对移动终端进行无线定位的方法、装置和系统。

背景技术

人们对于室内定位导航的需求推动了室内定位导航技术的大力发展。近几年室内定位技术层出不穷，出现了利用红外技术、蓝牙技术、Wi-Fi技术、传感器技术、RFID技术等多种技术实现室内定位。由于智能移动终端的普及以及无线技术的革新，如蓝牙、Wi-Fi和ZigBee等无线技术俨然成为室内定位领域的首选技术。

在现有技术中缺少对于无线节点的生命周期维护手段、无线节点故障检测以及软件升级的解决方案。而且移动终端的应用也还不能满足人们对于室内定位的需求。

发明内容

本发明实施例提供了一种对移动终端进行无线定位的方法、装置和系统，以通过移动终端、无线节点和服务器在建筑物中对移动终端进行定位和导航。

本发明提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，包括：位于建筑物中的移动终端获取建筑物内的无线节点收发信号的强度；移动终端根据获取到的至少一个无线节点收发信号的强度来获取移动终端的空间位置；移动终端通过网络从服务器获取建筑物的地图与包括建筑物中的多个无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中矢量图指示各无线节点之间的相对位置；移动终端将获取到的空间位置定位在定位地图中。

在一个实施例中，该方法还包括：移动终端接收无线节点发送的矢量图并向服务器转发矢量图；移动终端接收服务器发送的数据并向无线节点转发数据。

在一个实施例中，该方法还包括：移动终端获取三个无线节点收发信号的强度；移动终端根据获取到的三个无线节点收发信号的强度和三角定位法来获取移动终端的空间位置。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的移动终端，位于建筑物中的移动终端包括：信号强度获取模块，用于获取建筑物内的无线节点收发信号的强度；空间位置获取模块，用于根据获取到的至少一个无线节点收发信号的强度来获取移动终端的空间位置；地图获取模块，用于通过网络从服务器获取建筑物的地图与包括建筑物中的多个无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中矢量图指示各无线节点之间的相对位置；定位模块，用于将获取到的空间位置定位在定位地图中。

在一个实施例中，移动终端还包括：数据转发模块，用于接收无线节点发送的矢量图，并向服务器转发矢量图，并且接收服务器发送的数据并向无线节点转发数据。

在一个实施例中，信号强度获取模块还用于获取三个无线节点收发信号的强度；空间位置获取模块还用于根据获取到的三个无线节点收发信号的强度和三角定位法来获取移动终端的空间位置。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，其特征在于，该方法包括：位于建筑物内的无线节点以预定周期收发信号；无线节点通过收发信号发现邻居节点，并获取与邻居节点之间的距离信息；无线节点根据与邻居节点之间的距离信息获取包括建筑物内的多个无线节点的矢量图；无线节点将矢量图经由移动终端发送给服务器以使得服务器能够获得矢量图与建筑物的地图适配后的定位地图，最终将移动终端定位在定位地图中。

在一个实施例中，该方法还包括：无线节点与邻居节点之间进行通信。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的无线节点，位于建筑物内的无线节点包括：信号收发模块，用于以预定周期收发信号；距离信息获取模块，用于通过收发信号发现邻居节点，并获取与邻居节点之间的距离信息；矢量图生成模块，用于根据与邻居节点之间的距离信息生成包括建筑物内的多个无线节点的矢量图；矢量图发送模块，用于将矢量图经由移动终端发送给服务器以使得服务器能够获得矢量图与建筑物的地图适配后的定位地图，最终将移动终端定位在定位地图中。

在一个实施例中，无线节点还包括：通信模块，用于与邻居节点之间进行通信。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，该方法包括：服务器通过网络接收移动终端发送的包括建筑物内的多个无线节点的矢量图，矢量图指示位于建筑物内的各无线节点之间的相对位置，矢量图由无线节点根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成；服务器将矢量图与建筑物的地图进行适配获得定位地图；服务器将定位地图发送给移动终端以便将移动终端定位在定位地图中。

在一个实施例中，该方法还包括：服务器对矢量图进行检查以发现故障的无线节点。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的服务器，服务器包括：矢量图获取模块，用于通过网络接收移动终端发送的包括建筑物内的多个无线节点的矢量图，矢量图指示位于建筑物内的各无线节点之间的相对位置，矢量图由无线节点根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成；地图适配模块，用于将矢量图与建筑物的地图进行适配获得定位地图；地图发送模块，用于将定位地图发送给移动终端以便将移动终端定位在定位地图中。

在一个实施例中，服务器还包括：故障检查模块，用于对矢量图进行检查以发现故障的无线节点。

本发明还提供了一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的系统，系统包括：上述移动终端；上述无线节点；上述服务器。

基于以上技术方案，通过无线节点的矢量图与建筑物地图适配的定位地图可以提高在建筑物内对移动终端进行定位的效率和精度。多个无线节点可以部署在建筑物内以实现定位和特定通信场景应用，可以控制室内无线设备（如移动终端），方便用户使用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的对移动终端进行无线定位的方法；

图2是根据本发明实施例的应用场景的示意图；

图3是根据本发明实施例的移动终端的示意图；

图4是根据本发明实施例的无线节点的示意图；

图5是根据本发明实施例的矢量图的示意图；

图6是根据本发明实施例的服务器的示意图；

图7是根据本发明另一实施例的对移动终端进行无线定位的方法；

图8是根据本发明又一实施例的对移动终端进行无线定位的方法；

图9是根据本发明又一实施例的对移动终端进行无线定位的方法。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

现在将参考附图进一步详细描述本发明。本发明可以许多不同的形式来实现，不应该被理解为仅限于此处所阐述的实施例。这些实施例只作为示例提供，以便为本领域技术人员提供对本发明的完全理解。

图1是根据本发明实施例的对移动终端进行无线定位的方法100。

在步骤102中，位于建筑物中的移动终端获取建筑物内的无线节点收发信号的强度。

在步骤104中，移动终端根据获取到的至少一个无线节点收发信号的强度来获取移动终端的空间位置。

在步骤106中，移动终端通过网络从服务器获取建筑物的地图与包括建筑物中的多个无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中矢量图指示各无线节点之间的相对位置。

在步骤108中，移动终端将获取到的空间位置定位在定位地图中。

基于以上技术方案，无线节点的矢量图与建筑物地图适配的定位地图可以提高定位效率和精度。

优选地，在本实施例中，移动终端可以获取三个无线节点收发信号的强度，并根据获取到的三个无线节点收发信号的强度和三角定位法来获取移动终端的空间位置。这样可以获得移动终端更加准确的位置。

图2是根据本发明实施例的应用场景200的示意图。在该应用场景200中包括建筑物202、无线节点201、移动终端203和服务器205。

其中移动终端203可以如图3所示，包括：信号强度获取模302、空间位置获取模块304、地图获取模块306和定位模块308。

信号强度获取模302，用于获取建筑物内的无线节点201收发信号的强度。在一个实施例中，信号强度获取模302还用于获取三个无线节点201收发信号的强度

空间位置获取模块304，用于根据获取到的至少一个无线节点201收发信号的强度来获取移动终端203的空间位置。在一个实施例中，空间位置获取模块304还用于根据获取到的三个无线节点201收发信号的强度和三角定位法来获取移动终端203的空间位置。

地图获取模块306，用于通过网络从服务器205获取建筑物的地图与包括建筑物中的多个无线节点201的矢量图适配后的定位地图，其中矢量图指示各无线节点201之间的相对位置。

定位模块308，用于将获取到的空间位置定位在定位地图中。

优选的，移动终端203还可以包括数据转发模块，用于接收无线节点201发送的矢量图，并向服务器205转发矢量图，并且接收服务器205发送的数据并向无线节点201转发数据。

根据本发明的实施例，移动终端203可以是智能手机、平板电脑等。

无线节点201如图4所示，可以包括：信号收发模块402、距离信息获取模块404、矢量图生成模块406和矢量图发送模块408。

在一个实施例中，无线节点201可以安装在建筑物内的照明灯具当中，与照明灯具进行一体化设计。这样可以快速部署无线节点。

信号收发模块402，用于以预定周期收发信号。

距离信息获取模块404，用于通过收发信号发现邻居节点，并获取与邻居节点之间的距离信息。例如无线节点201可以通过相邻无线节点201发送的信号强度与接收强度计算出本节点与相邻节点之间的距离。

矢量图生成模块406，用于根据与邻居节点之间的距离信息生成包括建筑物内的多个无线节点201的矢量图。

矢量图发送模块408，用于将矢量图经由移动终端203发送给服务器205以使得服务器205能够获得矢量图与建筑物的地图适配后的定位地图，最终将移动终端203定位在定位地图中。

优选的，无线节点201还可以包括通信模块，用于与邻居节点之间进行通信。例如，无线节点201之间可以进行链路状态信息传递、数据包分发等。

多个无线节点201可以部署在建筑物内以实现定位和特定通信场景应用，可以控制室内无线设备（如移动终端203），方便用户使用。

通过无线节点201之间的交互可以组成本地私有局域网络，通过发现邻居、建立邻居关系、计算路由等实现无线节点自组网络。此外，通过在路由表中加入相邻无线节点201的距离信息，可以获得整个本地私有局域网络所有无线节点相对位置的矢量图。

矢量图可以如图5所示，但不限于图5的形式。其中，实心的圆“●”表示本无线节点；空心的圆“○”表示其它无线节点；表示本无线节点处查找的路由路径；“__”表示相邻节点距离。图5示出了路由查找方式，通过发现邻居、建立邻居关系、链路状态信息传递、计算路由来实现本地私人局域网的所有无线节点寻找。各无线节点的相邻距离信息是该节点到相邻所有节点之间的距离信息。通过相邻无线节点发送的信号强度与接收强度可计算出相邻无线节点之间的距离。

表1示出了路由表和相邻节点距离信息组成的路由矢量表，该表通过将重复的距离信息剔除和修正就可以得到如图5所示的矢量图。

表1

回到图2，服务器205如图6所示，可以包括：矢量图获取模块602、地图适配模块604和地图发送模块606。

矢量图获取模块602，用于通过网络接收移动终端203发送的包括建筑物内的多个无线节点201的矢量图，矢量图指示位于建筑物内的各无线节点201之间的相对位置，矢量图由无线节点201根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成。

地图适配模块604，用于将矢量图与建筑物的地图进行适配获得定位地图。例如，地图适配模块604可以对无线节点201进行标识，将矢量图与建筑物地图适配成定位地图。

地图发送模块606，用于将定位地图发送给移动终端203以便将移动终端203定位在定位地图中。

优选的，服务器205还可以包括故障检查模块，用于对矢量图进行检查以发现故障的无线节点201。例如，服务器205可以对收集到的无线节点201相对位置的矢量图进行完备性检查，如果存在掉点，说明无线节点201故障，服务器205可以提示需要维修。

在一个实施例中，服务器205可以将更新的无线节点设备升级包发送给移动终端203，由移动终端203分发给无线节点201，完成无线节点201的软件升级。

在一个实施例中，移动终端203可以通过蓝牙、wifi或ZigBee等无线技术与无线节点201进行通信。移动终端203可以与服务器205采用移动互联网方式进行通信。

图7是根据本发明另一实施例的对移动终端进行无线定位的方法700。

在步骤702中，位于建筑物内的无线节点以预定周期收发信号。

在步骤704中，无线节点通过收发信号发现邻居节点，并获取与邻居节点之间的距离信息。

在步骤706中，无线节点根据与邻居节点之间的距离信息获取包括建筑物内的多个无线节点的矢量图。

在步骤708中，无线节点将矢量图经由移动终端发送给服务器以使得服务器能够获得矢量图与建筑物的地图适配后的定位地图，最终将移动终端定位在定位地图中。

图8是根据本发明又一实施例的对移动终端进行无线定位的方法800。

在步骤802中，以预定周期启动无线节点的路由模块。

在步骤804中，无线节点以预定周期发送邻居检测信号。

在步骤806中，无线节点判断是否接收到邻居报文。如果未接收到邻居报文，则返回步骤804。如果接收到邻居报文，则进入步骤808。

在步骤808中，无线节点根据步骤806中对邻居报文的判断，可以确定邻居节点是否是增加或减少等以便更新邻居节点状态。

在步骤810中，无线节点与邻居节点建立邻接关系。

在步骤812中，无线节点检测与邻居节点之间的链路是否通畅，以更新链路状态，从而获得整个网络的状态。

在步骤814中，无线节点建立动态路由，动态路由表可以如表1所示，动态路由表项可以记录无线节点与邻居节点之间的距离信息。

在步骤816中，无线节点根据动态路由表生成建筑物内的多个无线节点的矢量图。

图9是根据本发明又一实施例的对移动终端进行无线定位的方法900。

在步骤902中，服务器通过网络接收移动终端发送的包括建筑物内的多个无线节点的矢量图，矢量图指示位于建筑物内的各无线节点之间的相对位置，矢量图由无线节点根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成。

在步骤904中，服务器将矢量图与建筑物的地图进行适配获得定位地图。

在步骤906中，服务器将定位地图发送给移动终端以便将移动终端定位在定位地图中。

本领域技术员人还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术员人可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

以上的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

位于所述建筑物中的所述移动终端获取所述建筑物内的无线节点收发信号的强度；

所述移动终端根据获取到的至少一个所述无线节点收发信号的强度来获取所述移动终端的空间位置；

所述移动终端通过网络从服务器获取所述建筑物的地图与包括所述建筑物中的多个所述无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中所述矢量图指示各所述无线节点之间的相对位置；

所述移动终端将获取到的所述空间位置定位在所述定位地图中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述移动终端接收所述无线节点发送的所述矢量图并向所述服务器转发所述矢量图；

所述移动终端接收所述服务器发送的数据并向所述无线节点转发所述数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述移动终端获取三个所述无线节点收发信号的强度；

所述移动终端根据获取到的三个所述无线节点收发信号的强度和三角定位法来获取所述移动终端的空间位置。

4.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的所述移动终端，其特征在于，位于所述建筑物中的所述移动终端包括：

信号强度获取模块，用于获取所述建筑物内的无线节点收发信号的强度；

空间位置获取模块，用于根据获取到的至少一个所述无线节点收发信号的强度来获取所述移动终端的空间位置；

地图获取模块，用于通过网络从服务器获取所述建筑物的地图与包括所述建筑物中的多个所述无线节点的矢量图适配后的定位地图，其中所述矢量图指示各所述无线节点之间的相对位置；

定位模块，用于将获取到的所述空间位置定位在所述定位地图中。

5.根据权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括：

数据转发模块，用于接收所述无线节点发送的所述矢量图，并向所述服务器转发所述矢量图，并且接收所述服务器发送的数据并向所述无线节点转发所述数据。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，

所述信号强度获取模块还用于获取三个所述无线节点收发信号的强度；

所述空间位置获取模块还用于根据获取到的三个所述无线节点收发信号的强度和三角定位法来获取所述移动终端的空间位置。

7.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

位于所述建筑物内的无线节点以预定周期收发信号；

所述无线节点通过收发信号发现邻居节点，并获取与所述邻居节点之间的距离信息；

所述无线节点根据与所述邻居节点之间的距离信息获取包括所述建筑物内的多个所述无线节点的矢量图；

所述无线节点将所述矢量图经由所述移动终端发送给服务器以使得所述服务器能够获得所述矢量图与所述建筑物的地图适配后的定位地图，最终将所述移动终端定位在所述定位地图中。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述无线节点与所述邻居节点之间进行通信。

9.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的无线节点，其特征在于，位于所述建筑物内的所述无线节点包括：

信号收发模块，用于以预定周期收发信号；

距离信息获取模块，用于通过收发信号发现邻居节点，并获取与所述邻居节点之间的距离信息；

矢量图生成模块，用于根据与所述邻居节点之间的距离信息生成包括所述建筑物内的多个所述无线节点的矢量图；

矢量图发送模块，用于将所述矢量图经由所述移动终端发送给服务器以使得所述服务器能够获得所述矢量图与所述建筑物的地图适配后的定位地图，最终将所述移动终端定位在所述定位地图中。

10.根据权利要求8所述的无线节点，其特征在于，所述无线节点还包括：

通信模块，用于与所述邻居节点之间进行通信。

11.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

服务器通过网络接收所述移动终端发送的包括所述建筑物内的多个无线节点的矢量图，所述矢量图指示位于所述建筑物内的各所述无线节点之间的相对位置，所述矢量图由所述无线节点根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成；

所述服务器将所述矢量图与所述建筑物的地图进行适配获得定位地图；

所述服务器将所述定位地图发送给所述移动终端以便将所述移动终端定位在所述定位地图中。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述服务器对所述矢量图进行检查以发现故障的无线节点。

13.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的服务器，其特征在于，所述服务器包括：

矢量图获取模块，用于通过网络接收所述移动终端发送的包括所述建筑物内的多个无线节点的矢量图，所述矢量图指示位于所述建筑物内的各所述无线节点之间的相对位置，所述矢量图由所述无线节点根据获取到的与邻居节点之间的距离信息生成；

地图适配模块，用于将所述矢量图与所述建筑物的地图进行适配获得定位地图；

地图发送模块，用于将所述定位地图发送给所述移动终端以便将所述移动终端定位在所述定位地图中。

14.根据权利要求13所述的服务器，其特征在于，所述服务器还包括：

故障检查模块，用于对所述矢量图进行检查以发现故障的无线节点。

15.一种在建筑物内对移动终端进行无线定位的系统，其特征在于，所述系统包括：

权利要求4-6之一所述的移动终端；

权利要求9-10之一所述的无线节点；以及

权利要求13-14之一所述的服务器。

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