CN104457765B - 定位方法、电子设备和服务器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位方法、电子设备和服务器。所述方法应用于电子设备，所述方法包括：获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；获取所述电子设备所处位置的样本数据；以及根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。因此，在本发明中，可以在不能使用GPS定位技术的室内等定位精度较差的场所中进行精确的定位和导航。

Description

定位方法、电子设备和服务器

技术领域

本发明涉及计算机技术领域，更具体地，本发明涉及一种定位方法、电子设备和服务器。

背景技术

近年来，诸如笔记本计算机、台式计算机、平板电脑（PAD）、移动电话、多媒体播放器、个人数字助理（PDA）之类的电子设备越发普及。为了满足用户的使用需求，越来越多地在这样的电子设备中集成了导航功能。这样，在用户设定好出发地和目的地之后，导航功能可以计算出两者之间的各种可行路径，并依据用户所选择的上述路径之一为其导航，以便使得该用户能够顺利地从出发地到达目的地。

目前，使用最为普遍的导航技术就是全球定位系统（GPS）。GPS是使用卫星通信的一种定位技术，其能够提供精确的定位信息和时间信息以及快速的定位速度。此外，电子地图可以与GPS定位相结合，以便使得用户能够了解自己的当前位置与目的地位置之间的相对关系。

然而，受到卫星定位的限制，GPS只有在能够接收到卫星信号的场所中才能够成功地完成定位。一旦用户进入建筑物内部而导致卫星信号遭到屏蔽时，定位操作将无法顺利进行。

为了解决这个问题，人们提出了室内导航技术。室内导航技术是一个热点的研究问题，其可以广泛地应用于诸如博物馆、大型购物商场等等GPS无法覆盖到的场所。为了弥补GPS无法完成室内定位的弱点，有很多新的室内定位技术被采用。

例如，随着无线通信技术的快速发展，目前在大多数建筑物（诸如，图书馆、地铁站等）中都布置有无线局域网（例如，Wi-Fi）热点，以便向用户提供无线访问因特网的服务。这样，可以通过用户接入的那个Wi-Fi热点，再配合上临近两个或以上的Wi-Fi热点来确定出用户在室内所处的位置。

然而，目前所有商用室内定位技术（比如上述的Wi-Fi室内定位技术）的定位精度都非常差，一般在10米或20米以上。基于这样的定位精度，基本上只能实现向用户通知其处于哪个房间中或者不在哪个区域中，而很难实现非常精确的室内导航指引功能。

因此，需要一种新型的室内定位方法和设备来解决上述问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种定位方法，所述方法应用于电子设备，所述方法包括：获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；获取所述电子设备所处位置的样本数据；以及根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

此外，根据本发明的另一方面，提供了一种定位方法，所述方法应用于服务器，所述服务器与电子设备进行通信，所述方法包括：从所述电子设备接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；根据所述样本信息来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内；以及向所述电子设备传送所述第二定位信息。

根据本发明的又一方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：第一信息获取单元，用于获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；样本数据获取单元，用于获取所述电子设备所处位置的样本数据；以及第二信息获取单元，用于根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

根据本发明的又一方面，提供了一种服务器，所述服务器与电子设备进行通信，所述服务器包括：信息接收单元，从所述电子设备接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；第二信息生成单元，用于根据所述样本信息来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内；以及第二信息传送单元，用于向所述电子设备传送所述第二定位信息。

与现有技术相比，采用根据本发明的定位方法，可以首先将电子设备定位在一个粗略的位置范围内，并且在该粗略的位置范围内，进一步根据电子设备获取的样本数据来将电子设备定位在一个精确的位置范围内。因此，在本发明中，可以在不能使用GPS定位技术的室内等定位精度较差的场所中进行精确的定位和导航。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1图示了根据本发明的定位方法。

图2图示了根据本发明第一实施例的定位方法。

图3图示了根据本发明第二实施例的定位方法。

图4图示了根据本发明第三实施例的定位方法。

图5图示了根据本发明第四实施例的定位方法。

图6图示了根据本发明的电子设备。

图7图示了根据本发明第一实施例的电子设备。

图8图示了根据本发明第二实施例的定位系统。

图9图示了根据本发明第三实施例的定位系统。

图10图示了根据本发明第四实施例的定位系统。

具体实施方式

将参照附图详细描述根据本发明的各个实施例。这里，需要注意的是，在附图中，将相同的附图标记赋予基本上具有相同或类似结构和功能的组成部分，并且将省略关于它们的重复描述。

首先，将描述根据本发明的定位方法的应用场景。

根据本发明的定位方法可以应用于电子设备的单机定位场景。在该单机定位场景下，整个定位操作可以全部由电子设备独立完成，或者至少其中的核心定位过程在电子设备中完成。在整个定位过程中，该电子设备无需与任何其他的一个或多个电子设备和/或服务器进行交互通信。

目前，由于计算机技术的不断发展，已经逐渐将定位和导航技术集成到个人用户拥有的高性能电子设备中，以便改善导航终端的单一功能，并提高它的便携性。例如，所述电子设备可以是诸如个人计算机、平板电脑、移动电话、数码相机、个人数字助手、便携式计算机、游戏机等的电子设备。

此外，根据本发明的定位方法还可以应用于电子设备与服务器的交互定位场景。在该交互定位场景下，定位操作由定位系统来完成，该定位系统包括电子设备和服务器。在整个定位过程中，该电子设备需要通过与服务器之间的交互通信来实现用户位置信息的精确确定。

该电子设备与该服务器通过无线网络或有线网络而连接在一起，并且按照约定的数据格式来传输与定位操作相关的数据信息。

所述电子设备可以是上述的或其他的任何电子设备；而所述服务器可以是专门用于定位操作的定位服务器、或者是能够同时提供其他功能的通用服务器。

图1图示了根据本发明的定位方法。

图1所图示的定位方法可以在单机定位场景下或交互定位场景下应用于电子设备。

如图1所图示的，所述定位方法包括：

在步骤S110中，获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内。

在步骤S120中，获取所述电子设备所处位置的样本数据。

在步骤S130中，根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

由此可见，采用根据本发明的定位方法，可以首先将电子设备定位在一个粗略的位置范围内，并且在该粗略的位置范围内，进一步根据电子设备获取的样本数据来将电子设备定位在一个精确的位置范围内。因此，在本发明中，可以在不能使用GPS定位技术的室内等定位精度较差的场所中进行精确的定位和导航。

图2图示了根据本发明第一实施例的定位方法。

图2所示的定位方法可应用于单机定位场景。如上所述，在该单机定位场景下，所有的定位操作都由电子设备独立完成。

下面，将在以下具体实例中说明根据本发明第一实施例的定位方法，其中，假设该电子设备是移动电话，用户使用该移动电话来在大型购物商场中对自己的位置进行定位，以便进一步根据在移动电话中显示的电子地图来确定到达目标商户的行走路线。

需要说明的是，本发明不限于此。而是，还可以将本发明的实施例应用于其他的一个或多个电子设备（例如，个人计算机、平板电脑、移动电话、多媒体播放器、个人数字助理、超级本、智能电视等）之间的任何交互过程。

如图2所图示的，所述定位方法包括：

在步骤S210中，获取第一定位信息。

当用户想要使用具有定位和导航功能的电子设备（例如，移动电话）来确定自己在建筑物（例如，大型购物商场）中的当前位置，并且进一步引导自己到达目的商户时，该用户可以首先启动该电子设备，并且进入定位模式。

相应地，该电子设备可以进入一个粗略定位过程（或称之为初始定位过程），并且获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内。

换言之，在该粗略定位过程中，电子设备可以使用第一定位技术来将自身的位置（即，携带该电子设备的用户的位置）确定在一个粗略的位置范围内。该粗略位置范围的尺寸取决于第一定位技术的精度。

在本发明的实施例中，该第一定位技术可以是任何粗略定位技术，例如无线通信定位技术、移动通信定位技术、地磁场定位技术、甚至是受到干扰/屏蔽的GPS定位技术。此处，之所以将GPS定位技术归类于粗略定位技术，是由于GPS信号难以穿透建筑物的外墙而传输到室内，因而导致在建筑物内部GPS信号非常微弱，不能确保用于定位的卫星数目，这样势必导致GPS定位速度非常缓慢并且精度较低。

下面，将具体说明使用第一定位技术来将用户的位置确定在一个粗略的位置范围内的步骤。

在第一示例中，该电子设备可以使用无线通信定位技术来进行定位操作。例如，该无线通信定位技术可以是在无线局域网（例如，Wi-Fi）、射频识别（RFID）或近场通信（NFC）中使用的定位技术。

为此，该电子设备可以包括无线通信单元，用于与其他的一个或多个无线节点（例如，接入点、服务器或用户终端等）实现无线通信。

具体地，该电子设备可以使用无线通信单元与其他的无线节点进行无线通信，并且在无线通信的过程中，从无线节点接收测距信号。当该电子设备从三个或三个以上的无线节点接收到测距信号时，可以测量所述测距信号中的每一个测距信号从相应的无线节点到所述电子设备的到达时间。最后，可以通过三角定位方法，根据所述到达时间来确定该电子设备在该建筑物中所处的第一位置范围。

在第二示例中，该电子设备可以使用移动通信定位技术来进行定位操作。例如，该移动通信定位技术可以是在第二代（2G）、第三代（3G）、第四代（4G）等任何移动通信网络中使用的定位技术。

为此，该电子设备可以包括移动通信单元，用于与一个或多个基站进行通信，以完成多个电子设备之间的移动通信。

具体地，在电子设备与基站的移动通信的过程中，从基站接收测距信号。当该电子设备从三个或三个以上的基站接收到测距信号时，可以测量所述测距信号中的每一个测距信号从相应的基站到所述电子设备的到达时间。最后，可以通过三角定位方法，根据所述到达时间来确定该电子设备在该建筑物中所处的第一位置范围。

在第三示例中，该电子设备可以使用地磁场定位技术来进行定位操作。该地磁场定位技术可以通过识别不同地点的地磁，帮助用户进行室内导航。原则上来说，非均匀的磁场环境会因其路径不同产生不同的磁场观测结果。地球上每一栋建筑物、每一个楼层、甚至每一个角落，它们的地磁都是不一样的。正因如此，可以通过识别地球每个位置独特的地磁来进行定位，它甚至可以在没有无线信号的区域进行工作。

为此，该电子设备可以包括地磁感应单元，用于感测电子设备当前位置的地磁场信号及其各种特性指标。

具体地，电子设备可以首先获取预先绘制的未知环境（例如，本实施例中的大型购物商场）的地磁场模型，所述地磁场模型能够标识出所述未知环境中的各个粗略范围。例如，在该地磁场模型中可以指示出该大型购物商场中的各个位置区域的不同地磁场信号基准特性。接下来，电子设备可以通过地磁感应单元来测量所述电子设备所处位置的地磁场信号，并且分析该地磁场信号的样本特性。然后，可以将地磁场信号的样本特性与所述地磁场模型中的基准特性进行比较，并且当所述地磁场信号与所述地磁场模型出现特性匹配时，根据其在所述地磁场特征模型中所指向的位置区域来确定所述第一位置范围。

在第四示例中，该电子设备还可以使用GPS定位技术来进行定位操作。如上所述，该GPS定位技术在室内往往无法实现精确定位。

为此，该电子设备可以包括GPS接收单元，用于与一个或多个卫星进行通信，以完成定位。

具体地，在电子设备与卫星的通信过程中，从卫星接收测距信号。由于建筑物的墙壁遮挡，该电子设备往往无法连接到足够数目的卫星。但是，电子设备仍然可以利用这样获取的测距信号来获取所述电子设备的非精确位置。最后，电子设备可以将所述非精确位置周围的一个预设的特定范围确定为所述第一位置范围。例如，该特定位置范围可以是以非精确位置为中心、以一定距离（例如，5米）为半径的粗略区域。

在上述任一定位情况下，如背景技术所提及的，受到室内定位技术水平的限制，这个第一位置范围的定位精度往往非常差，一般在10米或20米以上。由于在大型购物商场内部，商户之间距离相对较近。如果简单地将该第一位置范围作为定位结果反馈给客户，将无法向用户提供很好的定位乃至导航体验。

为此，在接下来的步骤中，可以将进一步在粗略定位的基础上，执行一次或多次精细定位来提升定位精度。

在步骤S220中，获取电子设备所处位置的样本数据。

在获取第一定位信息之后，该电子设备可以获取自己所处位置的样本数据。该样本数据可以是具有较强标识能力的数据信号。具体地，在整个未知环境中，不同位置处的样本数据可以具有唯一的信号特性，并且各不相同。

例如，该样本数据可以是用户当前所处位置的图像数据。虽然在大型购物商场中的整体整修风格一般都保持一致，但是每个商户的室内整修和装潢各具特点，而且每个商户的字号和商标也往往不同，因此该图像数据显然具有较强的地域标识能力。为此，该电子设备可以包括图像采集单元（例如，摄像头），用于采集该电子设备所处位置的图像信号。

或者，该样本数据也可以是各个位置的声音数据。由于广告片的播放、销售人员的吆喝、以及背景音乐的播放，在大型购物商场中各个商户附近的声音也非常不同。为此，该电子设备可以包括声音采集单元（例如，麦克风），用于采集该电子设备所处位置的声音信号。

此外，该样本数据也可以是各个位置的气味数据。例如，销售食品的商户与销售香水的商户所处位置之间的气味差异很大。为此，该电子设备可以包括气味感应单元（例如，麦克风），用于感测该电子设备所处位置的气味信号。

替换地，在该第一定位技术没有采用地磁场定位的情况下，该样本数据也可以是当前位置的地磁场数据。

下面，将以图像数据作为样本数据的示例来继续描述。

在步骤S230中，获取电子设备所处位置的样本特征。

在获取到所述电子设备所处位置的样本数据之后，通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。

例如，该电子设备通过摄像头捕捉了用户所处位置的一幅或多幅图像之后，可以进行图像识别和特征提取，从所述图像数据中提取可以用于定位的特征点。

在一种情况下，该特征点可以是图像本身的特征点，例如，具有特征的颜色、形状等。

在另一情况下，该特征点可以是图像中建筑物的特征点，例如，商户的字号、商品的商标等。

在步骤S240中，获取第一位置范围的特征模型。

在获取到所处位置的样本特征之后，电子设备可以获取该未知环境的特征模型。在该特征模型中可以指示出该未知环境中的各个位置区域的不同基准特性，以便标识出所述未知环境中的各个精确范围。

例如，该电子设备可以包括一存储单元，用于存储该特征模型。替换地，该特征模型也可以存储在其他电子设备或服务器中。为此，该电子设备可以包括一通信单元，用于从其他电子设备或服务器中接收或下载该特征模型。

如上所述，当该样本数据是由摄像头捕捉的电子设备所处位置的环境照片时，该特征模型可以是预先通过三维（3D）重建技术对特定场所重建的3D特征模型。由于3D重建技术有极高的精度，所以在后续的精细定位过程中，对现有技术相比，将获得非常高的室内导航精度。

显然，如果简单地获取整个未知环境的特征模型，则由于未知环境的地理区域往往较大，从而导致电子设备将获取大量的数据。当该特征模型存储在电子设备中时，这将造成电子设备需要进行大量的读取操作，造成处理速度减慢；而当该特征模型存储在电子设备之外时，这将造成电子设备需要进行大量的通信操作，占用网络带宽。

优选地，由于已经在上述步骤将电子设备定位在第一位置范围内，所以这里仅仅获取整个未知环境中的第一位置范围的特征模型，以便减小电子设备的数据处理量/通信量，延长电子设备的待机时间。

在步骤S250中，根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息。

在获取到电子设备所处位置的样本特征和第一位置范围的特征模型之后，电子设备可以根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

具体地，可以将所述样本特征与所述特征模型进行比较，当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围，并且根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

例如，当该样本特征是在环境照片本身的特征点、而该特征模型是预先重建的3D特征模型时，可以将在环境照片识别出的第一特征点与3D特征模型中的一个或多个第二特征点进行比对。

在第一情况下，如果两者之间出现单一匹配，则根据在3D特征模型中与第二特征点对应的位置点来生成第二定位信息。

其间，由于尽管在一般情况下摄像头往往位于电子设备的显示屏幕的相反一侧，但是有时，该摄像头也可以位于电子设备的其他位置（例如，与显示屏幕位于同侧），所以在生成该第二定位信息之前，优选地，首先确定所述摄像头与所述电子设备的位置关系，并且根据所述位置关系来确定所述电子设备的朝向。最后，根据电子设备的朝向来生成该第二位置信息。

在第二位置信息生成之后，可以进一步将它返回给用户，以便用户能够了解自己的位置。

例如，该第二定位信息可以是语音提示信息，用于通过语音向用户汇报定位出的具体位置点。或者，该第二定位信息也可以是文字提示信息，用于在显示屏幕中通过文本来向用户通知当前的楼层和商户门牌号码。优选地，该第二定位信息可以是在电子地图中的位置信息，以便用户能够形象地掌握自己在未知环境中的位置。

在对用户进行精度定位之后，优选地，该用户还可以在通过各种输入方式（例如，语音输入、键盘输入、手写笔输入、触摸屏输入、条码识别输入）来向电子设备输入自己意欲到达的商户名称和/或位置。这时，该电子设备可以根据用户的当前位置和目的地位置，计算出两者之间的各种可行路径，并依据用户所选择的上述路径之一通过语音播报、文字提示、地图显示为其导航，以便使得该用户能够顺利地从出发地到达目的地。

在第二情况下，如果两者之间出现多个匹配，则可以对每个匹配程度进行量化，并且将在3D特征模型中与匹配程度最高的第二特征点对应的位置点返回给用户。替换地，也可以将所有的匹配结果全部返回给用户，以便用户人为地确定自己当前最可能的位置。

在第三情况下，如果两者之间未能出现任何匹配，向用户返回失败提示信息，并且可以进一步优选地，提示用户再次寻找位置和/或角度来拍摄其他的环境照片。

由此可见，采用根据本发明第一实施例的定位方法，可以通过融合模型重建技术（例如，3D重建技术）和现行的定位技术（例如，Wi-Fi定位技术）来实现精确导航。

在本发明的第一实施例中，预先通过3D重建技术来重建特定场所的3D特征模型，而后通过移动电话等电子设备的摄像头拍摄环境照片与服务器中的3D特征模型比较，从而可以计算出移动电话（即，用户）的轨迹来实现为其导航。由于3D重建技术有极高的精度，所以该系统将远比目前的室内导航精度高。而且3D环境的重建也有利于开发一些扩展性的应用，比如增强现实的导航应用。

此外，现行的定位技术（例如，Wi-Fi室内定位技术）用以辅助3D重建技术初步确定位置范围，从而减少在特征比对过程中的运算量，并在某种程度上也提高了定位精度。

需要说明的是，尽管在上文中以特定的顺序来描述了根据本发明第一实施例的定位方法，但是本发明不限于此。例如，显然，步骤S220和步骤S230可以在步骤S210之前或者与它同时执行。

在本发明的第一实施例中，所有的定位操作都由电子设备独立完成，这样可以保证定位操作的独立性和便利性。然而，电子设备往往存储空间有限，如果将事先构建的特征模型全部存储在电子设备中，必然消耗电子设备的大量存储空间，从而导致剩余空间不足或极为有限。另外，电子设备的处理能力不高，并且特征比对操作需要耗费大量的处理资源，因而，如果该操作放在电子设备中执行，可能会造成定位速度缓慢，并且影响其他应用程序的正常执行。

因此，在本发明的第二实施例中，可以采用电子设备与服务器进行通信的交互定位方案，其中将事先构建的特征模型存储在服务器中，并且将特征比对操作也转移到服务器中进行，以便减轻整个定位操作对于电子设备的存储能力和处理能力方面的负担。

图3图示了根据本发明第二实施例的定位方法。

图3所示的定位方法可应用于交互定位场景。如上所述，在该交互定位场景下，定位操作由定位系统来完成，该定位系统包括电子设备和服务器。

如图3所图示的，所述定位方法包括：

在步骤S310中，获取第一定位信息。

在步骤S320中，获取电子设备所处位置的样本数据。

在步骤S330中，获取电子设备所处位置的样本特征。

图3中的步骤S310到S330与图2中的步骤S210到S230分别相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S340中，向服务器传送第一定位信息和样本特征。

在电子设备侧，在获取到所处位置的第一定位信息和样本特征之后，该电子设备可以向服务器传送该第一定位信息和该样本特征。该第一定位信息表明所述电子设备所位于的一个粗略的位置范围；而该样本特征可以是通过对获取电子设备所处位置的样本数据进行特征提取来获取的样本特征。

在步骤S350中，从电子设备接收第一定位信息和样本特征。

相应地，在服务器侧，该服务器可以从电子设备接收该第一定位信息和该样本特征。

例如，该服务器可以使用该第一定位信息来确定电子设备的第一位置范围（例如，某一位置坐标范围），并且可以使用该样本特征来确定用户当前所处位置的环境照片中的图像特征。

在步骤S360中，获取第一位置范围的特征模型。

例如，服务器可以包括一存储单元，用于存储该未知环境的特征模型（例如，3D特征模型）。优选地，该服务器可以仅仅获取整个未知环境中的第一位置范围的特征模型，以便减小电子设备的数据处理量，延长电子设备的待机时间。

在步骤S370中，根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息。

在获取到电子设备所处位置的样本特征和第一位置范围的特征模型之后，服务器可以通过特征比对，根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息。

除了动作执行主体不同之外，图3中的步骤S360到S370与图2中的步骤S240到S250分别相同，并因此，将省略其详细描述。

在步骤S380中，向电子设备传送第二定位信息。

在生成第二定位信息之后，服务器向电子设备传送该第二定位信息，以便用户能够了解自己的位置。

优选地，例如其后，服务器可以进一步从电子设备接收用户输入的目的地位置，根据用户的当前位置和目的地位置，计算出两者之间的各种可行路径，并将它们传送到电子设备以在电子地图中进行显示，以便使得该用户能够利用电子设备的指引顺利地从出发地到达目的地。

由此可见，采用根据本发明第二实施例的定位方法，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，将大量消耗处理资源和存储资源的部分操作从电子设备转移到服务器中进行，从而减轻电子设备的操作负担和功耗，延长了电子设备的待机时间。这在电子设备与服务器之间的网络通信速度较快时，由其有利。

在本发明的第二实施例中，采用交互定位场景，并且将特征模型存储和特征比对操作从电子设备转移到服务器中执行。然而，还可以注意到，在电子设备中执行的特征提取过程所消耗的处理资源虽然大大少于特征对比操作，但它同样需要占用电子设备的一定处理能力。

因此，在本发明的第三实施例中，在电子设备的处理单元能力非常弱或者用户希望定位过程尽量少地占用本地处理资源时，还可以进一步将特征提取操作也转移到服务器中进行。

图4图示了根据本发明第三实施例的定位方法。

图4所示的定位方法可应用于交互定位场景。如上所述，在该交互定位场景下，定位操作由定位系统来完成，该定位系统包括电子设备和服务器。

如图4所图示的，所述定位方法包括：

在步骤S410中，获取第一定位信息。

在步骤S420中，获取电子设备所处位置的样本数据。

图4中的步骤S410到S420与图3中的步骤S310到S320分别相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S430中，向服务器传送第一定位信息和样本数据。

在步骤S440中，从电子设备接收第一定位信息和样本数据。

除了通过样本数据本身来代替从样本数据中提取的样本特征之外，图4中的步骤S430到S440与图3中的步骤S340到S350分别相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S450中，获取第一位置范围的特征模型。

图4中的步骤S450与图3中的步骤S360相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S460中，获取电子设备所处位置的样本特征。

在获取到电子设备所处位置的样本数据之后，服务器可以通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。

除了动作执行主体不同之外，图4中的步骤S460与图3中的步骤S330相同，并因此，将省略其详细描述。

在步骤S470中，根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息。

在步骤S480中，向电子设备传送第二定位信息。

图4中的步骤S470到S480与图3中的步骤S370到S380分别相同，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第三实施例的定位方法，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，将大量消耗处理资源和存储资源中的所有操作从电子设备转移到服务器中进行，从而在确保在电子设备侧仅仅消耗最少的处理资源。

在本发明的第三实施例中，采用交互定位场景，并且将样本特征提取、特征模型存储和特征比对操作都从电子设备转移到服务器中执行。然而，显然的是，由于样本数据（图像数据）本身的尺寸往往大于样本特征（特征点）的尺寸，所以这样做势必造成在电子设备与服务器中需要传送的信息量增大，进而导致两者之间的传送时间加长，并最终减慢整个定位操作的速度。当电子设备与服务器之间的网络通信速度较慢时，这种定位延迟将是显著的。

因此，在本发明的第四实施例中，可以根据电子设备的处理能力而自适应地选择是在电子设备中执行特征提取操作，还是在服务器中执行特征提取操作，以便在处理资源消耗量和定位速度之间取得最佳权衡。

图5图示了根据本发明第四实施例的定位方法。

图5所示的定位方法仍然应用于交互定位场景。如图5所图示的，所述定位方法包括：

在步骤S510中，获取第一定位信息。

在步骤S520中，获取电子设备所处位置的样本数据。

图5中的步骤S510到S520与图3中的步骤S310到S320分别相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S530中，判断是否在电子设备侧获取样本特征。

如上所述，在本发明的第四实施例中，可以根据电子设备的处理能力而自适应地选择是在电子设备中执行特征提取操作。

例如，可以判断电子设备的当前处理能力是否超过预定的阈值来判断判断是否在电子设备侧获取样本特征。例如，该预定阈值可以根据电子设备执行特征提取操作所占用的处理资源进行计算或者由用户人为进行设定。

以第一情况为例，假设电子设备执行特征提取操作需要占用的处理资源为中央处理单元（CPU）总体处理能力的60%，那么可以将预定的阈值设置为总体处理能力的40%。优选地，也可以将该阈值设置为30%或更低，以便应对突发应用程序的处理需求。

在此情况下，当电子设备的当前处理能力低于CPU总体处理能力的40%时，说明在电子设备中当前执行的应用程序较少。这时，为了执行特征提取操作占用一定的处理资源，将不会影响电子设备的正常使用。此时，本方法将前进到步骤S540继续执行。

相反地，当电子设备的当前处理能力超过CPU总体处理能力的40%时，说明在电子设备中当前执行的应用程序较多。这时，如果在电子设备侧强行执行特征提取操作，则将导致处理资源不足，造成系统速度缓慢，甚至由于负荷超载而造成应用程序非正常结束。此时，本方法将前进到步骤S550继续执行。

在步骤S540中，获取电子设备所处位置的样本特征，并且将样本特征作为样本信息。

获取电子设备所处位置的样本特征的过程与图3中的步骤S330相同，并因此，将省略其重复描述。

在根据样本数据而获取到电子设备所处位置的样本特征之后，将该样本特征作为样本信息，以便稍后传送到服务器中。

在步骤S550中，将样本数据作为样本信息。

当判断电子设备的当前处理能力低于预定的阈值时，将获取电子设备所处位置的样本特征的过程转移到服务器侧执行。这时，直接将在步骤S520中获取到的样本数据作为样本信息，以便稍后传送到服务器中。

在步骤S560中，向服务器传送第一定位信息和样本信息。

在步骤S570中，从电子设备接收第一定位信息和样本信息。

除了样本信息可以是样本数据或样本特征之外，图5中的步骤S560到S570与图3中的步骤S340到S350分别相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S580中，获取第一位置范围的特征模型。

图5中的步骤S580与图3中的步骤S360相同，并因此，将省略其重复描述。

在步骤S590中，判断样本信息的类型是样本数据还是样本特征。

由于从电子设备接收到的样本信息可以是样本数据本身，或者是电子设备从样本数据中提取到的样本特征，所以在服务器侧需要相应地判断样本信息的类型是样本数据还是样本特征。

如果该样本信息是样本数据本身，则本方法前进到步骤S600；而如果该样本信息是样本特征，则本方法前进到步骤S610。

在步骤S600中，获取电子设备所处位置的样本特征。

除了动作执行主体不同之外，图5中的步骤S600与图3中的步骤S330相同，并因此，将省略其详细描述。

在步骤S610中，根据特征模型和样本特征来生成第二定位信息。

在步骤S620中，向电子设备传送第二定位信息。

图5中的步骤S610到S620与图3中的步骤S370到S380分别相同，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第四实施例的定位方法，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，有选择地将大量消耗处理资源和存储资源中的一部分操作从电子设备转移到服务器中进行，或者将一部分操作保留在电子设备中执行，同时在服务器侧可以自适应地完成后续的定位操作，从而在确保不影响电子设备侧的正常应用程序执行的情况下，实现了快速定位。

图6图示了根据本发明的电子设备。

图6所图示的电子设备可以应用在单机定位场景下或交互定位场景下。

如图6所图示的，所述电子设备100包括：第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、和第二信息获取单元130。

该第一信息获取单元110用于获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内。

该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据。

该第二信息获取单元130用于根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

由此可见，采用根据本发明的电子设备，可以首先将电子设备定位在一个粗略的位置范围内，并且在该粗略的位置范围内，进一步根据电子设备获取的样本数据来将电子设备定位在一个精确的位置范围内。因此，在本发明中，可以在不能使用GPS定位技术的室内等定位精度较差的场所中进行精确的定位和导航。

图7图示了根据本发明第一实施例的电子设备。

图7所示的电子设备可应用于单机定位场景，并且图2所图示的根据本发明第一实施例的定位方法可以通过图7所图示的电子设备100来实现。

如图7所图示的，与图6中相似地，该电子设备100可以包括：第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、和第二信息获取单元130。此外，优选地，该电子设备100还可以包括：样本特征提取单元140。

该第一信息获取单元110用于获取第一定位信息。

该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据。

该样本特征提取单元140用于在所述样本数据获取单元120获取所述电子设备所处位置的样本数据之后，通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。

然后，该第二信息获取单元130可以获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成第二定位信息。

具体地，在根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息的过程中，该第二信息获取单元130可以将所述样本特征与所述特征模型进行比较，当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围，并且根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

根据本发明第一实施例的电子设备100中的各个单元的具体配置和操作已经在上面参考图2描述的定位方法中详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第一实施例的电子设备，可以通过融合模型重建技术（例如，3D重建技术）和现行的定位技术（例如，Wi-Fi定位技术）来实现精确导航。

图8图示了根据本发明第二实施例的定位系统。

图8所示的定位系统可应用于交互定位场景，并且图3所图示的根据本发明第二实施例的定位方法可以通过图8所图示的定位系统300来实现。如图8所图示的，该定位系统300包括电子设备100和服务器200。该电子设备100与该服务器200可以通过无线网络或有线网络而连接在一起，并且按照约定的数据格式来传输与定位操作相关的数据信息。

与图7中相似地，该电子设备100可以包括：第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、第二信息获取单元130、和样本特征提取单元140。

该服务器200可以包括：信息接收单元210、第二信息生成单元220、和第二信息传送单元230。

在该电子设备100侧，该第一信息获取单元110用于获取第一定位信息。

该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据。

该样本特征提取单元140用于通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。

在该样本特征提取单元140通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征之后，该第二信息获取单元130可以与服务器200进行通信。

例如，该第二信息获取单元130可以向所述服务器200传送所述第一定位信息和所述样本特征，以便所述服务器200根据所述第一定位信息和所述样本特征来生成第二定位信息，并且从所述服务器接收第二定位信息。

在该服务器200侧，该信息接收单元210用于从所述电子设备100接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本特征。

该第二信息生成单元220用于根据所述样本特征来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内。

具体地，该第二信息生成单元220可以获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息。

在一个示例中，在根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息的过程中，该第二信息生成单元220可以将所述样本特征与所述特征模型进行比较，当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围，并且根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

该第二信息传送单元230用于向所述电子设备传送所述第二定位信息。

根据本发明第二实施例的定位系统300中的各个单元的具体配置和操作已经在上面参考图3描述的定位方法中详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第二实施例的定位系统，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，将大量消耗处理资源和存储资源的部分操作从电子设备转移到服务器中进行，从而减轻电子设备的操作负担和功耗，延长了电子设备的待机时间。这在电子设备与服务器之间的网络通信速度较快时，由其有利。

图9图示了根据本发明第三实施例的定位系统。

图9所示的定位系统可应用于交互定位场景，并且图4所图示的根据本发明第三实施例的定位方法可以通过图9所图示的定位系统300来实现。如图9所图示的，与图8中相似地，该定位系统300包括电子设备100和服务器200。

该电子设备100可以包括：第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、和第二信息获取单元130。

该服务器200可以包括：信息接收单元210、第二信息生成单元220、和第二信息传送单元230。此外，优选地，该服务器200还可以包括：样本特征提取单元240。

在该电子设备100侧，该第一信息获取单元110用于获取第一定位信息。

该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据。

在该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据之后，该第二信息获取单元130可以与服务器200进行通信。

例如，该第二信息获取单元130可以向所述服务器200传送所述第一定位信息和所述样本数据，以便所述服务器200根据所述第一定位信息和所述样本数据来生成第二定位信息，并且从所述服务器接收第二定位信息。

在该服务器200侧，该信息接收单元210用于从所述电子设备100接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本数据。

该样本特征提取单元240用于在所述信息接收单元210接收到所述电子设备所处位置的样本数据之后，通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。

然后，该第二信息生成单元220可以获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息。

该第二信息传送单元230用于向所述电子设备传送所述第二定位信息。

根据本发明第三实施例的定位系统300中的各个单元的具体配置和操作已经在上面参考图4描述的定位方法中详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第三实施例的定位系统，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，将大量消耗处理资源和存储资源中的所有操作从电子设备转移到服务器中进行，从而在确保在电子设备侧仅仅消耗最少的处理资源。

图10图示了根据本发明第四实施例的定位系统。

图10所示的定位系统可应用于交互定位场景，并且图5所图示的根据本发明第四实施例的定位方法可以通过图10所图示的定位系统300来实现。如图10所图示的，与图8中相似地，该定位系统300包括电子设备100和服务器200。

该电子设备100可以包括：第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、和第二信息获取单元130。此外，优选地，该电子设备100还可以包括：样本特征提取单元140。

该服务器200可以包括：信息接收单元210、第二信息生成单元220、和第二信息传送单元230。此外，优选地，该服务器200还可以包括：样本特征提取单元240。

在该电子设备100侧，该第一信息获取单元110用于获取第一定位信息。

该样本数据获取单元120用于获取所述电子设备所处位置的样本数据。

该第二信息获取单元130可以判断是否在电子设备100侧获取样本特征。

如果判断结果是肯定的，则该第二信息获取单元130通知该样本特征提取单元140，以用于在所述样本数据获取单元120获取所述电子设备所处位置的样本数据之后，通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征。然后，该第二信息获取单元130可以将所述样本特征作为所述电子设备所处位置的样本信息，以向服务器200进行传送。

如果判断结果是否定的，则该第二信息获取单元130可以直接将所述样本数据作为所述电子设备所处位置的样本信息，以向服务器200进行传送。

然后，该第二信息获取单元130可以与服务器200进行通信，以向所述服务器传送所述第一定位信息和所述样本信息，以便所述服务器根据所述第一定位信息和所述样本信息来生成第二定位信息，并且从所述服务器接收第二定位信息。

在该服务器200侧，该信息接收单元210用于从所述电子设备接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本信息。该样本信息可以是所述电子设备所处位置的样本数据本身，或者是电子设备从该样本数据中提取到的样本特征。

然后，该第二信息生成单元220可以获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本信息来生成所述第二定位信息。

具体地，在根据所述特征模型和所述样本信息来生成所述第二定位信息的过程中，该第二信息生成单元220可以判断所述样本信息的类型，如果所述样本信息是样本特征，则直接根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息，并且如果所述样本信息是样本数据，则通知该样本特征提取单元240通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息。

该第二信息传送单元230用于向所述电子设备传送所述第二定位信息。

根据本发明第四实施例的定位系统300中的各个单元的具体配置和操作已经在上面参考图5描述的定位方法中详细介绍，并因此，将省略其重复描述。

由此可见，采用根据本发明第四实施例的定位系统，可以通过电子设备与服务器之间的交互通信，有选择地将大量消耗处理资源和存储资源中的一部分操作从电子设备转移到服务器中进行，或者将一部分操作保留在电子设备中执行，同时在服务器侧可以自适应地完成后续的定位操作，从而在确保不影响电子设备侧的正常应用程序执行的情况下，实现了快速定位。

需要说明的是，尽管此处将上述的各个单元作为各个步骤的执行主体来说明本发明的各个实施例，但是，本领域技术人员能够理解的是，本发明不限于此。各个步骤的执行主体可以由其他的一个或多个设备、装置、单元、甚至模块来担任。

例如，上述第一信息获取单元110、样本数据获取单元120、第二信息获取单元130、和样本特征提取单元140所执行的各个步骤可以统一地由电子设备中的中央处理单元（CPU）来实现。同理，上述信息接收单元210、第二信息生成单元220、第二信息传送单元230、和样本特征提取单元240所执行的各个步骤可以统一地由服务器中的中央处理单元（CPU）来实现。

此外，尽管在上文中将根据本发明实施例的定位方法、电子设备和服务器应用于实现室内定位，然而，本发明同样可以适用于在室外执行定位操作，只要该定位操作涉及到粗略定位和精细定位两次定位过程即可。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助于软件加必需的硬件平台的方式来实现，当然也可以全部通过软件、或硬件来实施。基于这样的理解，本发明的技术方案对背景技术做出贡献的全部或者部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁盘、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

在上面详细描述了本发明的各个实施例。然而，本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行各种修改，组合或子组合，并且这样的修改应落入本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种定位方法，所述方法应用于电子设备，其特征在于，所述方法包括：

获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；

获取所述电子设备所处位置的样本数据；

通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征；

获取所述第一位置范围的特征模型；以及

根据所述特征模型和所述样本特征来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内，

其中该特征模型是预先通过三维(3D)重建技术对特定场所重建的3D特征模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息的步骤包括：

将所述样本特征与所述特征模型进行比较；

当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围；以及

根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

3.一种定位方法，所述方法应用于服务器，所述服务器与电子设备进行通信，其特征在于，所述方法包括：

从所述电子设备接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；

根据所述样本信息来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内；以及

向所述电子设备传送所述第二定位信息，

其中所述根据所述样本信息来生成第二定位信息的步骤包括：

获取所述第一位置范围的特征模型；以及

根据所述特征模型和所述样本信息来生成所述第二定位信息，

其中该特征模型是预先通过三维(3D)重建技术对特定场所重建的3D特征模型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征模型和所述样本信息来生成所述第二定位信息的步骤包括：

判断所述样本信息的类型；

如果所述样本信息是样本特征，则直接根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息；以及

如果所述样本信息是样本数据，则通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息的步骤包括：

将所述样本特征与所述特征模型进行比较；

当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围；以及

根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

6.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

第一信息获取单元，用于获取第一定位信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；

样本数据获取单元，用于获取所述电子设备所处位置的样本数据；

第二信息获取单元，用于根据所述样本数据来获取第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内；以及

样本特征提取单元，用于在所述样本数据获取单元获取所述电子设备所处位置的样本数据之后，通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征，

其中所述第二信息获取单元获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息，

其中该特征模型是预先通过三维(3D)重建技术对特定场所重建的3D特征模型。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述第二信息获取单元将所述样本特征与所述特征模型进行比较，当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围，并且根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。

8.一种服务器，所述服务器与电子设备进行通信，其特征在于，所述服务器包括：

信息接收单元，用于从所述电子设备接收第一定位信息和所述电子设备所处位置的样本信息，所述第一定位信息表明所述电子设备位于第一位置范围内；

第二信息生成单元，用于根据所述样本信息来生成第二定位信息，所述第二定位信息表明所述电子设备位于所述第一位置范围中的第二位置范围内；以及

第二信息传送单元，用于向所述电子设备传送所述第二定位信息，

其中所述第二信息生成单元获取所述第一位置范围的特征模型，并且根据所述特征模型和所述样本信息来生成所述第二定位信息，

其中该特征模型是预先通过三维(3D)重建技术对特定场所重建的3D特征模型。

9.根据权利要求8所述的服务器，其特征在于，所述第二信息生成单元判断所述样本信息的类型，如果所述样本信息是样本特征，则直接根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息，并且如果所述样本信息是样本数据，则通过对所述样本数据进行特征提取来获取所述电子设备所处位置的样本特征，并且根据所述特征模型和所述样本特征来生成所述第二定位信息。

10.根据权利要求9所述的服务器，其特征在于，所述第二信息生成单元将所述样本特征与所述特征模型进行比较，当所述样本特征与所述特征模型中的一部分匹配时，将与所述匹配部分相关联的位置范围确定为所述第二位置范围，并且根据所述第二位置范围来生成所述第二定位信息。