CN103675866A

CN103675866A - 定位装置和方法

Info

Publication number: CN103675866A
Application number: CN201210355312.5A
Authority: CN
Inventors: 宛海涛; 余智欣; 戴欣
Original assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Current assignee: China Mobile Communications Group Co Ltd
Priority date: 2012-09-21
Filing date: 2012-09-21
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-09-21
Also published as: CN103675866B

Abstract

本发明公开了定位装置，包括：传感器模块，用于实时地采集被监控物品的加速度，并从当采集到的加速度大于预定第一阈值时开始计时，如果根据预定时长T内采集到的各加速度确定出的时长T内被监控物品的位移矢量大于预定第二阈值，则向定位模块发送定位通知；定位模块，用于在接收到定位通知后，对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台。本发明同时公开了定位方法。应用本发明所述方案，能够降低误告警的出现概率，且能够降低能量消耗。

Description

定位装置和方法

技术领域

本发明涉及物联网领域，特别涉及适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中的定位装置和定位方法。

背景技术

伴随着互联网信息化和物联网技术的发展，位置信息服务的需求呈大幅度增长趋势，位置信息服务的应用领域很多，如资产监控领域。

在资产监控领域中，资产(物品)处于静止状态的情况较多，往往要求对处于静止状态的物品进行定位监控，如对放置在某处的电动自行车进行监控，以确定是否出现由于偷盗等引起的非法移动等。

目前采用较多的定位技术为全球定位系统(GPS，Global Positioning System)等卫星定位技术或基于小区标识(Cell-ID)的基站定位技术，通过开启安装在被监控物品上的定位装置，周期性地向监控平台上报被监控物品的位置信息。

但是，对于GPS等卫星定位技术，由于受到信道的衰减和信号传播的多径效应等因素的影响，对处于静止状态的物品进行定位时普遍存在定位漂移的问题，而对于基于Cell-ID的基站定位技术，根据接收到的信号强度或信号到来时间差进行的基站选择及定位而产生的定位漂移会更加严重，无论是由于采用何种技术而引起的定位漂移，均会导致容易出现非法移动的误告警，从而为后续处理带来不便。而且，无论被监控物品的位置信息是否发生变化，定位装置均需要周期性地向监控平台上报被监控物品的位置信息，频繁地定位和上报必然会对定位装置造成较大的能量消耗。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了定位装置和方法，能够降低误告警的出现概率，且能够降低定位装置的能量消耗。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种定位装置，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，包括：定位模块、传感器模块以及应用处理模块；

所述传感器模块，用于实时地采集被监控物品的加速度，并从当采集到的加速度大于预定第一阈值时开始计时，如果根据预定时长T内采集到的各加速度确定出的所述时长T内所述被监控物品的位移矢量大于预定第二阈值，则通过所述应用处理模块向所述定位模块发送定位通知；

所述定位模块，用于在接收到所述定位通知后，对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过所述应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，通过所述应用处理模块通知所述传感器模块重复执行自身功能。

一种定位装置，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，包括：对外接口、定位模块以及应用处理模块；

所述应用处理模块，用于当每次通过所述对外接口接收到被监控物品发生移动后发送来的外部触发信号时，将所述外部触发信号发送给所述定位模块；

所述定位模块，用于在接收到所述外部触发信号后，对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过所述应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，结束本次处理。

一种定位方法，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，包括：

A、实时地采集被监控物品的加速度，并从当采集到的加速度大于预定第一阈值时开始计时，如果根据预定时长T内采集到的各加速度确定出的所述时长T内所述被监控物品的位移矢量大于预定第二阈值，则执行步骤B；

B、对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，重复执行步骤A。

当每次接收到被监控物品发生移动后发送来的外部触发信号时，则进行以下处理：对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台，否则，不进行上报。

可见，采用本发明所述方案，只有当被监控物品在一段时间内的位移矢量大于预定阈值或者被监控物品由于移动而发出外部触发信号时，定位装置才会对被监控物品进行定位，而且，只有当被监控物品的位置变化大于预定的定位精度时，定位装置才会将定位得到的位置信息上报给监控平台；因此相比于现有技术，可有效地降低由于定位漂移而引起的误告警的出现概率，并可有效地降低定位装置的能量消耗。

附图说明

图1为本发明定位装置第一实施例的组成结构示意图。

图2为本发明图1所示定位装置的具体工作流程示意图。

图3为本发明定位装置第二实施例的组成结构示意图。

图4为本发明图3所示定位装置的具体工作流程示意图。

具体实施方式

针对现有技术中存在的问题，本发明中提出一种改进后的定位装置及相应的定位方法，能够降低误告警的出现概率，而且能够降低定位装置的能量消耗，定位装置通常安装在被监控物品上。

本发明所述装置和方法主要适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中。

为了使本发明的技术方案更加清楚、明白，以下参照附图并举实施例，对本发明所述方案作进一步地详细说明。

图1为本发明定位装置第一实施例的组成结构示意图。如图1所示，包括：定位模块、传感器模块以及应用处理模块。

其中，传感器模块，用于实时地采集被监控物品的加速度，并从当采集到的加速度大于预定第一阈值时开始计时，如果根据预定时长T内采集到的各加速度确定出的时长T内被监控物品的位移矢量大于预定第二阈值，则通过应用处理模块向定位模块发送定位通知；

定位模块，用于在接收到定位通知后，对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，通过应用处理模块通知传感器模块重复执行自身功能。

具体地，传感器模块可实时地采集被监控物品的加速度，这里所提到的实时是一个相对概念，即指以较短的时间间隔周期性地进行采集。

当传感器模块确定某一时刻采集到的加速度大于预定的第一阈值时，则可对被监控物品的运动状态进行判断，即开启时间窗T，并按照以下公式进行位移矢量计算：

s = \underset{a_{i}}{Σ} \frac{1}{2} a_{i} \cdot {Δt}^{2}; - - - (1)

其中，s表示时长T内被监控物品的位移矢量，a_i表示时长T内每次采集到的加速度，Δt表示相邻两次采集之间间隔的时长。

之后，传感器模块可将计算得到的s与预定的第二阈值进行比较，如果s小于或等于第二阈值，则可过滤掉该运动噪声，认为被监控物品处于静止状态，不发送定位通知；如果s大于第二阈值，则发送定位通知。

相应地，定位模块在接收到定位通知后，对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，传感器模块重复执行自身功能。

上述第一阈值、第二阈值、Δt以及定位精度等的具体取值均可根据实际需要而定。

可以看出，采用图1所示定位装置后，只有当被监控物品在一段时间内的位移矢量大于预定阈值时，定位装置才会对被监控物品进行定位，而且，只有当被监控物品的位置变化大于预定的定位精度时，才会将定位得到的位置信息上报给监控平台；因此相比于现有技术，可有效地降低由于定位漂移而引起的误告警的出现概率，并可有效地降低定位装置的能量消耗。

在实际应用中，为了进一步降低定位装置的能量消耗，还可让定位模块在非工作状态时处于低功耗模式，如休眠模式等，应用处理模块接收到定位通知后，才会唤醒处于低功耗模式的定位模块，并将定位通知发送给定位模块；相应地，在通知传感器模块重复执行自身功能后，定位模块可恢复为低功耗模式。由于应用处理模块和传感器模块的能量消耗较小，因此可一直处于工作状态。

另外，为了避免定位模块频繁地改变自身的模式，传感器模块还可在发出定位通知后，每经过时长T，则进行一次以下处理：根据时长T内采集到的各加速度确定出时长T内被监控物品的位移矢量，并将该位移矢量与第二阈值的比较结果通过应用处理模块发送给定位模块。相应地，定位模块在接收到定位通知后，可开启计数器T_sleep，计数器T_sleep的初始取值为M，M为正整数，并从计数器T_sleep被开启开始，每经过时长T，则接收一次传感器模块发送来的位移矢量与第二阈值的比较结果，如果位移矢量大于第二阈值，则将计数器T_sleep的取值加N，否则，将计数器T_sleep的取值减N，N为正整数，M为N的P倍，P为正整数；并在当每一次对计数器T_sleep的取值进行加操作或减操作后，若操作后的取值不为0，则对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；当计数器T_sleep的取值为0时，恢复为低功耗模式。

同样，上述M、N和P等的具体取值也可根据实际需要而定。

基于上述介绍，图2为本发明图1所示定位装置的具体工作流程示意图。如图2所示，包括：

步骤21：定位模块处于低功耗模式。

步骤22：传感器模块确定时长T内被监控物品的位移矢量大于第二阈值，通过应用处理模块唤醒定位模块。

步骤23：定位模块开启计数器T_sleep，初始取值为M，M为正整数。

步骤24：定位模块对被监控物品进行定位。

步骤25：定位模块根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定被监控物品的位置变化是否大于预定的定位精度，如果是，则执行步骤26，否则，执行步骤27。

步骤26：定位模块将最新得到的位置信息上报给监控平台，然后执行步骤27。

步骤27：定位模块等待时长T。

步骤28：定位模块确定该时长T内被监控物品的位移矢量是否大于第二阈值，如果是，则执行步骤29，否则，执行步骤210。

步骤29：定位模块将计数器T_sleep的取值加1，然后执行步骤211。

步骤210：定位模块将计数器T_sleep的取值减1，然后执行步骤211。

步骤211：定位模块确定计数器T_sleep的取值是否为0，如果否，则重复执行步骤24，如果是，则重复执行步骤21。

图3为本发明定位装置第二实施例的组成结构示意图。如图3所示，包括：对外接口、定位模块以及应用处理模块。

应用处理模块，用于当每次通过对外接口接收到被监控物品发生移动后发送来的外部触发信号时，将外部触发信号发送给定位模块；

定位模块，用于在接收到外部触发信号后，对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，结束本次处理。

定位装置的对外接口可用于连接被监控物品的相关电子组件，当被监控物品发生移动时，可根据自身的运动反馈机制，向外触发中断信号或串口通信信号等。比如，在电动自行车的监控中，定位装置的对外接口可用于连接电动自行车的控制器，对外接口接收控制器发出的中断信号或串口通信信号等。比如，当电动自行车被推动时，由于车轮滚动会带动电机转动而产生反向电流，该电流被控制器捕获后，即可向外输出中断信号或串口通信信号等。

应用处理模块通过对外接口获取到外部触发信号后，将其发送给定位模块；相应地，定位模块对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报。

可以看出，采用图3所示定位装置后，只有当被监控物品由于移动而发出外部触发信号时，定位装置才会对被监控物品进行定位，而且，只有当被监控物品的位置变化大于预定的定位精度时，定位装置才会将定位得到的位置信息上报给监控平台；因此相比于现有技术，可有效地降低由于定位漂移而引起的误告警的出现概率，并可有效地降低定位装置的能量消耗。

在实际应用中，为了进一步降低定位装置的能量消耗，还可让定位模块在非工作状态时处于低功耗模式，如休眠模式等，应用处理模块接收到外部触发信号后，才会唤醒处于低功耗模式的定位模块，并将外部触发信号发送给定位模块；相应地，在完成相关处理后，定位给模块可恢复为低功耗模式。

另外，为了避免定位模块频繁地改变自身的模式，定位模块还可在接收到外部触发信号后，开启计时器T_period，计时器T_period的初始取值为0；如果在计时器T_period的计时时长达到T1之前，再次接收到外部触发信号，则将计时器T_period的取值重新设置为0，并对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；如果在计时器T_period的计时时长达到T1之前，未再接收到外部触发信号，则恢复为低功耗模式。

基于上述介绍，图4为本发明图3所示定位装置的具体工作流程示意图。如图4所示，包括：

步骤41：定位模块处于低功耗模式。

步骤42：应用处理模块通过外部接口接收到外部触发信号，唤醒定位模块。

步骤43：定位模块开启计时器T_peroid，初始取值为0。

步骤44：定位模块对被监控物品进行定位。

步骤45：定位模块根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定被监控物品的位置变化是否大于预定的定位精度，如果是，则执行步骤46，否则，执行步骤47。

步骤46：定位模块将最新得到的位置信息上报给监控平台，然后执行步骤47。

步骤47：定位模块确定在计时器T_peroid的计时时长达到T1之前，是否再次接收到外部触发信号，如果否，则重复执行步骤41，如果是，则执行步骤48。

步骤48：定位模块将计时器T_peroid的取值重新设置为0，并重复执行步骤44。

图3和图4所示实施例中，如果在计时器T_peroid的计时时长达到T1之前，未再接收到外部触发信号，则定位模块会进入到低功耗模式。

在实际应用中，也可以采用另外一种处理方式，即在图3所示定位装置中增加传感器模块，并且：在恢复为低功耗模式之前，定位模块开启计数器T_sleep，计数器T_sleep的初始取值为M，M为正整数，并从计数器T_sleep被开启开始，每经过时长T，则接收一次传感器模块发送来的位移矢量与第二阈值的比较结果，如果位移矢量大于第二阈值，则将计数器T_sleep的取值加N，否则，将计数器T_sleep的取值减N，N为正整数，M为N的P倍，P为正整数；并在当每一次对计数器T_sleep的取值进行加操作或减操作后，若操作后的取值不为0，则对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过应用处理模块上报给监控平台，否则，不进行上报；当计数器T_sleep的取值为0时，恢复为低功耗模式；相应地，传感器模块实时地采集被监控物品的加速度，并从定位模块开启计数器T_sleep开始，每经过预定时长T，则进行一次以下处理：根据时长T内采集到的各加速度确定出时长T内被监控物品的位移矢量，并将该位移矢量与第二阈值的比较结果通过应用处理模块发送给定位模块。

至此，即完成了关于本发明装置实施例的介绍。

基于上述介绍，本发明同时提供了两种定位方法实施例，分别如下。

方法实施例一

A、实时地采集被监控物品的加速度，并从当采集到的加速度大于预定第一阈值时开始计时，如果根据预定时长T内采集到的各加速度确定出的时长T内被监控物品的位移矢量大于预定第二阈值，则执行步骤B；

B、对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台，否则，不进行上报；之后，重复执行步骤A。

其中，确定时长T内被监控物品的位移矢量包括：

计算

s = \underset{a_{i}}{Σ} \frac{1}{2} a_{i} \cdot {Δt}^{2}; - - - (1)

方法实施例二

当每次接收到被监控物品发生移动后发送来的外部触发信号时，则进行以下处理：对被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息上报给监控平台，否则，不进行上报。

外部触发信号可包括：中断信号、串口通信信号。

两个方法实施例可结合使用，每个方法实施例的具体工作流程以及结合使用的流程请参照前述装置实施例中的相应说明，此处不再赘述。

需要说明的是，上述各实施例中，在对被监控物品进行定位时，通常优先采用GPS等卫星定位技术，如果无法进行卫星定位，再采用基于Cell-ID的基站定位技术。

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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims

1.一种定位装置，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，其特征在于，包括：定位模块、传感器模块以及应用处理模块；

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，

所述应用处理模块进一步用于，在接收到所述定位通知后，唤醒处于低功耗模式的所述定位模块，并将所述定位通知发送给所述定位模块；

所述定位模块进一步用于，在通知所述传感器模块重复执行自身功能后，恢复为低功耗模式。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述传感器模块进一步用于，在发出所述定位通知后，每经过所述时长T，则进行一次以下处理：根据所述时长T内采集到的各加速度确定出所述时长T内所述被监控物品的位移矢量，并将该位移矢量与所述第二阈值的比较结果通过所述应用处理模块发送给所述定位模块；

所述定位模块进一步用于，在接收到所述定位通知后，开启计数器T_sleep，所述计数器T_sleep的初始取值为M，M为正整数，并从所述计数器T_sleep被开启开始，每经过所述时长T，则接收一次所述传感器模块发送来的位移矢量与所述第二阈值的比较结果，如果位移矢量大于所述第二阈值，则将所述计数器T_sleep的取值加N，否则，将所述计数器T_sleep的取值减N，N为正整数，M为N的P倍，P为正整数；并在当每一次对所述计数器T_sleep的取值进行加操作或减操作后，若操作后的取值不为0，则对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过所述应用处理模块上报给所述监控平台，否则，不进行上报；当所述计数器T_sleep的取值为0时，恢复为低功耗模式。

4.根据权利要求1、2或3所述的装置，其特征在于，

所述传感器模块计算将所述s作为所述时长T内所述被监控物品的位移矢量；

其中，所述a_i表示所述时长T内每次采集到的加速度，所述Δt表示相邻两次采集之间间隔的时长。

5.一种定位装置，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，其特征在于，包括：对外接口、定位模块以及应用处理模块；

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，

所述应用处理模块进一步用于，在接收到所述外部触发信号后，唤醒处于低功耗模式的所述定位模块，并向所述定位模块发送外部触发信号；

所述定位模块进一步用于，当结束本次处理后，恢复为低功耗模式。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述定位模块进一步用于，在接收到所述外部触发信号后，开启计时器T_period，所述计时器T_period的初始取值为0；如果在所述计时器T_period的计时时长达到T1之前，再次接收到所述外部触发信号，则将所述计时器T_period的取值重新设置为0，并对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过所述应用处理模块上报给所述监控平台，否则，不进行上报；如果在所述计时器T_period的计时时长达到T1之前，未再接收到所述外部触发信号，则恢复为低功耗模式。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述装置中进一步包括：传感器模块；

所述定位模块进一步用于，如果在所述计时器T_period的计时时长达到T1之前，未再接收到所述外部触发信号，则在恢复为低功耗模式之前，开启计数器T_sleep，所述计数器T_sleep的初始取值为M，M为正整数，并从所述计数器T_sleep被开启开始，每经过所述时长T，则接收一次所述传感器模块发送来的位移矢量与第二阈值的比较结果，如果位移矢量大于所述第二阈值，则将所述计数器T_sleep的取值加N，否则，将所述计数器T_sleep的取值减N，N为正整数，M为N的P倍，P为正整数；并在当每一次对所述计数器T_sleep的取值进行加操作或减操作后，若操作后的取值不为0，则对所述被监控物品进行定位，如果根据最新得到的位置信息以及最新一次上报的位置信息确定出所述被监控物品的位置变化大于预定的定位精度，则将最新得到的位置信息通过所述应用处理模块上报给所述监控平台，否则，不进行上报；当所述计数器T_sleep的取值为0时，恢复为低功耗模式；

所述传感器模块，用于实时地采集被监控物品的加速度，并从所述定位模块开启所述计数器T_sleep开始，每经过预定时长T，则进行一次以下处理：根据所述时长T内采集到的各加速度确定出所述时长T内所述被监控物品的位移矢量，并将该位移矢量与所述第二阈值的比较结果通过所述应用处理模块发送给所述定位模块。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，

所述传感器模块计算

将所述s作为所述时长T内所述被监控物品的位移矢量；

10.一种定位方法，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，其特征在于，包括：

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述确定所述时长T内所述被监控物品的位移矢量包括：

计算

s = \underset{a_{i}}{Σ} \frac{1}{2} a_{i} \cdot {Δt}^{2};

其中，所述s表示所述时长T内所述被监控物品的位移矢量，所述a_i表示所述时长T内每次采集到的加速度，所述Δt表示相邻两次采集之间间隔的时长。

12.一种定位方法，其特征在于，适用于对处于静止状态的物品进行位置监控的场景中，其特征在于，包括：

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述外部触发信号包括：中断信号、串口通信信号。