CN107257547B - 设备定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设备定位方法及装置，该方法包括：确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的，基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息；检测所述电子设备的姿态信息；将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。本发明主要提高了电子设备定位的准确度。

Description

设备定位方法及装置

技术领域

本发明属于智能控制技术领域，具体地说，涉及一种设备定位方法及装置。

背景技术

VR(Virtual Reality，虚拟现实)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，其利用多源信息融合、交互式的三围动态视景等技术进行系统仿真，使用户沉浸到虚拟世界中。随着VR技术的发展，基于空间定位技术的VR设备，例如VR头盔逐渐发展起来，用户佩戴VR头盔时，通过定位VR头盔，即可感知用户的移动，从而确定用户在空间里的相对位置，从而输出相应内容，以更好的为用户提供沉浸感，因此，VR设备的空间定位成VR技术发展主要面临的问题。

现有的设备定位，多是采用摄像头拍摄VR设备的图像信号或者光敏信息，再利用图像信号进行图像识别来确定电子设备的位置，实现定位VR设备的目的。

但是，现有的这种设备定位方式，由于摄像头自身性能限制，其造价较高，并且使用过程中需要使用图像识别等方式来进行定位，定位算法复杂，且精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种设备定位方法及装置，主要用于解决现有技术中，电子设备定位成本较高，且定位不够准确的问题，Beacon设备的使用节约了设备成本，且提高了定位的准确度。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面提供一种设备定位方法，所述方法包括：

确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的；

基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息；

检测所述电子设备的姿态信息；

将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

优选地，所述将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息包括：

基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

优选地，所述将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息包括：

将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

优选地，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，每一坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述基于所述Beacon信号的信号强度，定位电子设备在所述预设空间的位置信息包括：

针对所述空间坐标系的任一坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

根据在校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

优选地，所述校准位置包括多个；

所述映射坐标确定步骤包括：

根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

优选地，所述基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息包括：

基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

根据所述电子设备与所述Beacon设备的距离，计算所述电子设备的位置信息。

本发明第二方面提供一种设备定位装置，所述装置包括：

采集模块，用于确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的；

定位模块，用于基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息；

检测模块，用于检测所述电子设备的姿态信息；

融合模块，用于将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

优选地，所述融合模块包括：

第一确定单元，用于基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

第一融合单元，用于将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

优选地，所述第一融合单元包括：

融合子单元，用于将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

优选地，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，每一坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述定位模块包括：

第二确定单元，用于针对所述空间坐标系的任一坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

第三确定模块，用于根据在校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

第一获得模块，用于根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

优选地，所述校准位置包括多个；

所述第三确定模块包括：

第一确定子单元，用于根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

第二确定子单元，用于根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

优选地，所述定位模块包括：

第一计算单元，用于基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

第二计算单元，用于根据所述电子设备与所述Beacon设备的距离，计算所述电子设备的位置信息。

与现有技术相比，本发明可以获得包括以下技术效果：

本发明中确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的，基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息，以及检测所述电子设备的姿态信息，并将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，即从位置以及姿态上确定了所述电子设备的定位信息，使所述电子设备的定位信息更全面，Beacon设备的使用成本更低，并且还使用了电子设备的姿态信息，其定位更准确。。

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，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例的一种设备定位方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明实施例中一个VR头盔的示意图；

图3是本发明实施例中VR头盔在XY平面上映射图像的示意图；

图4是本发明实施例中的一种设备定位装置的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将配合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，藉此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成技术功效的实现过程能充分理解并据以实施。

本发明实施例主要应用于VR设备的空间定位场景，通过进行VR设备的定位，以感知佩戴VR设备的用户的移动，从而输出相应内容以更好地为用户提供虚拟世界的沉浸感。

现有技术中，是直接利用摄像头等设备来对电子设备的位置信息进行采集，进而确定所述电子设备的定位信息。但是，摄像头的拍摄范围受到更多限制，采用摄像头定位时，定位成本较高且精度较低，当电子设备距离摄像头较远时，由于定位精度的限制，会导致电子设备的定位范围受限。

为了解决电子设备定位成本较高且精度较低的技术问题，发明人经过一系列的研究提出本发明的技术方案，在本发明实施例中，通过Beacon设备来确定电子设备的定位信息，主要通过确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的，并基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息；并根据检测得到的电子设备的姿态信息，将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。Beacon设备的成本较低，且定位精度较高，可以使得定位范围更广。

下面将结合附图对本发明的技术方案进行详细描述。

图1为本发明实施例一种设备定位方法提供的一个实施例的流程图，该方法可以包括以下几个步骤：

101：确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度。

其中所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的。

其中，所述Beacon设备位于预设空间中且预定位置已知。

102：基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息。

电子设备可以是可穿戴的VR设备，人们可以佩戴所述VR设备。例如，VR设备可以是VR头盔，所述VR头盔具体可以如图2中所示。

电子设备中可以安装所述Beacon信号的信号接收装置，例如，可以在所述电子设备中安装一个Beacon信号接收器。所述电子设备可以采集所述Beacon设备发送的Beacon信号，所述采集Beacon设备发送的Beacon信号可以是指通过电子设备安装的所述信号接收装置接收Beacon设备发送的Beacon信号。

所述Beacon设备是一种小型无线设备，可以持续向周围广播射频信号，也即Beacon信号。由于Beacon设备发送的射频信号的传输距离较长，因此，通过Beacon设备对电子设备进行定位时，定位范围更广。

在进行定位时，会基于预设空间建立一空间坐标系，对电子设备进行定位，可以包括确定电子设备在该空间中的位置坐标。所述Beacon设备可以在预设空间中已知位置来发送Beacon信号，因此，可以确定所述Beacon设备在空间坐标系中的位置坐标。

所述Beacon设备在发送Beacon信号时，可以按照一定的发射频率来发送的，因此，所述电子设备中的信号采集装置，可以是按照与所述发射频率对应的周期进行采集的。当然，所述信号采集装置也可以实时采集所述Beacon信号。

所述Beacon信号是一个射频信号，可以通过RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收的信号强度指示)的值来确定所述Beacon信号的信号强度。

基于所述预设空间建立的空间坐标系可以是指直角空间坐标系。信号强度与距离成反比，距离Beacon设备的距离越大，接收到的该Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度越小，距离Beacon设备的距离越小，接收到的该Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度越大。因此，可以基于所述Beacon信号的信号强度，来确定电子设备与所述Beacon信号的距离，以定位电子设备在所述坐标空间的位置信息。

103：检测所述电子设备的姿态信息。

所述姿态信息可以基于电子设备中安装传感器的检测数据解析获得。

该传感器例如可以包括加速度传感器、角速度传感器以及磁力传感器等，在实际应用中，该加速度传感器可以是加速度计，角速度传感器可以为陀螺仪，磁力传感器可以为磁力计，从而可以采集电子设备的加速度、角速度以及磁感应强度，基于加速度、角速度以及磁感应强度，即可以确定姿态信息。

其中，该姿态信息可以包括所述电子设备的转动方向以及转动角度等。

其中，该传感器数据可以为由加速度传感器、角速度传感器以及磁力传感器构成的九轴传感器。

其中，基于传感器的检测数据，解析获得姿态信息可以按照如下方式获得：

将检测数据作为互补滤波算法的输入参数，将检测数据装换为可以表示姿态信息的四元数。

四元数为一种简单超复数，可以通过四元数中的欧拉角来代表相应的转动角度。因此，可以采用四元数表示所述姿态信息。

当然，基于传感器的检测数据，解析获得姿态信息还可以采用与现有技术相同的方式，在此不再赘述。

104：将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

由于电子设备的移动不仅包括位置变化，还可能发生转动等，因此，只有位置信息，并不能通过位置信息判断电子设备是否发生转动以及转动方向等，而所述姿态信息则可以代表所述电子设备的是否发生转动以及转动方向。因此，所述位置信息与所述姿态信息结合则可以全面代表所述电子设备在空间坐标系中的移动。进而所述电子设备的定位信息既包含位置信息又包含姿态信息，与电子设备实际的运动轨迹更契合。

本发明实施例中，使用Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度来确定电子设备的位置信息，Beacon信号在传输过程中，传输距离较长，可实现在较大的信号传输范围内的准去定位。并且将所述位置信息与所述姿态信息进行融合可以确定更全面的定位信息。

作为一个实施例，所述将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息可以包括：

基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

所述位置信息是基于Beacon信号的信号强度确定的，而所述Beacon信号是按照一定的发射频率发射的，进而在基于Beacon信号确定位置信息时，可以同时记录所述Beacon信号的采集时间，以生成一个时间戳来标识基于所述Beacon信号定位获得的位置信息。同样，所述姿态信息在采集时，也是按照一定的采集频率进行采集的，可以同时记录所述姿态信息的采集时间，以生成一个时间戳来标识所述姿态信息。

将所述位置信息与所述姿态信息进行融合时，可以事先基于所述位置信息的时间戳，查找与所述位置信息的时间戳最接近的姿态信息。也即所述与所述位置信息匹配是指所述位置信息与所述姿态信息的时间戳最接近。

本发明实施例中，通过位置信息的时间戳确定与所述位置信息在时间上最接近的姿态信息，也即令所述位置信息与所述姿态信息在时间上的联系更加紧密，相较于不用时间戳进行匹配的方式，其可以迅速确定在某一时间点时，电子设备的定位轨迹。

作为又一个实施例，还可以将时间戳信息与所述位置信息以及姿态信息进行融合，获得包含时间戳信息的定位信息。因此，所述将所述位置与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息可以包括：

将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或者所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

时间戳信息可以依据所述任一姿态信息的发射频率与所述位置信息的采集频率来确定，选择频率高的所述位置信息的时间戳信息或者所述任一姿态信息的时间戳信息。

可选地，所述坐标信息、任一姿态信息以及所述时间戳信息可以按照以下方式进行组合：

(姿态信息-坐标信息-时间戳)。

本发明实施例中，所述电子设备的定位信息中，不但包含了电子设备的位置信息以及姿态信息，使其信息的内容更全面，还包含了电子设备采集时间的时间戳信息，可以使其在应用时更方便。

在某些实施例中，为了方便确定电子设备的位置信息，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，在每一个坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述基于所述Beacon信号的信号强度，定位电子设备在所述预设空间的位置信息可以包括：

针对所述空间坐标系的任意坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

根据在校准位置测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

其中，所述任一坐标平面的两个坐标轴上分别至少包括一个Beacon设备。

所述空间坐标系可以为空间直角坐标系，所述空间直角坐标系可以包括X轴、Y轴、Z轴3个坐标轴，每两个坐标轴可以构成一个坐标平面，例如，X轴、Y轴构成XY平面，Y轴、Z轴构成YZ平面，X轴、Z轴构成XZ平面。由于所述Beacon设备位于所述坐标轴上，因此，每一个坐标平面上可以对应至少两个Beacon设备。

所述电子设备可以接收任一坐标平面上的任一Beacon设备发送的Beacon信号，所述Beacon信号中可以包含用于标识对应Beacon设备的唯一标识符通过所述唯一标识符还可以确定任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备。

可选地，可以预先在所述校准位置处测量所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度。

每一个坐标平面可以对应一个或多个校准位置，每一个校准位置映射到其对应坐标平面的映射坐标已知。例如，在一个立方体空间中，校准位置可以是指每一个平面的四个顶角位置。

其中，可以是电子设备在预设空间移动之前，预先在任一坐标平面的校准处采集并确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度。

作为一种可能的实现方式，所述校准位置可以包括多个；所述映射坐标确定步骤可以包括：

根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

可选地，可以根据在所述任一校准位置处测量的任一坐标轴上的任一Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度与校准坐标中的所述任一坐标轴的坐标轴数据的比值，与所述电子设备采集的所述任一Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度与所述映射坐标中所述任一坐标轴的坐标轴数据的比值相同的关联关系，计算获得所述映射坐标中所述任一坐标轴的坐标轴数据。

为了方便理解，以X轴和Y轴构成的XY平面为例，两个Beacon设备分别位于X轴和Y轴上。如图3所示为VR头盔映射到XY平面上时的一个映射图像的示意图。

如图3所示，在图3中所示的AC对角线上，会出现X、Y轴上的Beacon设备采集的信号强度一致的情况，为了将两个坐标轴上的Beacon信号进行区分，可选地，可以在A点或者C点设置一个区分点，以将所述X轴以及Y轴的数据进行区分。

假设当前电子设备所处的位置为B点，在B点处，采集到的X轴上的Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度为Bx，采集到的Y轴上的Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度为By。可以将Bx与By与所述任一校准位置处测量得到的所述X轴Y轴上发送的Beacon信号的信号强度进行比对，获得信号强度最接近的一组数据：Ax，Ay，而该组数据对应的校准位置A的坐标(Rx，Ry)已知。先确定Ax与Bx的比例，建立X轴上的坐标映射关系，根据X轴上的坐标映射关系以及A点在X轴上的坐标Rx，可以确定B点在X轴上的坐标Tx。同样，可以确定Ay与By的比例，建立Y轴上的坐标映射关系，根据Y轴上的坐标映射关系以及A点在Y轴上的坐标Rx，即可以确定B点在Y轴上的坐标Ty。进而可以确定B点在XY平面上的映射坐标(Tx，Ty)。

本发明实施例中，利用电子设备接收的Beacon信号的信号强度与所述校准位置处的信号强度来确定所述电子设备与所述校准位置之间信号强度的关联关系，而信号强度又与电子设备距离Beacon设备的距离成正比，进而可以通过信号强度来确定电子设备与校准位置之间的关系，进而可以通过校准位置的空间坐标来确定所述电子设备的空间坐标，以确定准确的电子设备定位信息。

上述实施例中，采用基于Beacon信号的信号强度，来估算电子设备与Beacon设备的设备距离，这种利用信号强度进行估算的方式，可能会造成距离估算不准确，因此，还可以采用数学计算方式获取所述电子设备在预设空间中的位置信息。在某些实施例中，所述基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息可以包括：

基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

根据所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离，计算所述电子设备的位置信息。

信号强度与距离成反比，因此，基于所述Beacon信号的信号强度，并按照距离计算公式，可以计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离，所述距离计算公式可以如下所示：

d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))

其中，d为计算得到的设备距离；RSSI为接收的Beacon信号的信号强度(负值)；A为Beacon信号发送端和Beacon信号接收端相隔1米时传输的Beacon信号的信号强度；n为环境衰减因子。

所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离是空间距离，利用该空间距离，可以确定所述电子设备在空间坐标系中任两个坐标轴构成的平面上的Beacon设备的平面距离。同时，由于所述Beacon设备的空间位置已知，进而可以通过解三角形的方式，计算任一坐标平面上，电子设备投影点与该平面上的Beacon设备的平面距离，进而确定所述电子设备在任一坐标平面上投影点的坐标位置。通过任一平面上电子设备投影点的坐标位置，即可以确定所述电子设备在空间坐标系中的位置信息。

为了方便理解，以X轴和Y轴构成的XY坐标平面为例，两个Beacon设备分别位于X轴和Y轴上，且位置已知，假设在X轴上的为P点，在Y轴上的为Q点，则可以确定线段PQ的大小。

电子设备位于坐标平面中的一点M，与P、Q构成一个三角形MPQ。在M点采集到X轴上的Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度为Mx，Y轴上的Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度为My。通过距离计算公式，计算获取所述电子设备分别与所述X轴和Y轴上的Beacon设备的距离为Dx，Dy，也即MP＝Dx，MQ＝Dy。

M在XY平面上的映射点为M1，则M1PQ构成一个三角形。结合三角形MPQ与M1PQ，通过解三角形的方式可以确定M1P以及M1Q的距离，也即所述电子设备在XY平面上的映射点M1分别与X轴以及Y轴的距离Dx’＝M1P和Dy’＝M1Q，则可以确定所述电子设备在XY平面上的平面坐标M1(Dx’，Dy’)。可以采用同样的计算方式来确定所述电子设备在YZ平面上的平面坐标M2(Dy’，Dz’)，在XZ平面上的坐标M3(Dx’，Dz’)，则可以确定所述电子设备所处的空间坐标M(Dx’，Dy’，Dz’)为所述电子设备的位置信息。

本发明实施例中，可以通过电子设备接收的Beacon信号的信号强度来确定所述电子设备与所述Beacon设备的距离，进而可以明确电子设备的位置信息，该位置信息较为准确。

图4为本发明实施例一种设备定位装置提供的一个实施例的结构流程图，该装置可以包括以下几个模块：

采集模块401：用于确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度。

其中，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的。

其中，所述Beacon设备位于预设空间中且预定位置已知。

定位模块402：用于基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息。

电子设备可以是可穿戴的VR设备，人们可以佩戴所述VR设备。例如，VR设备可以是VR头盔，所述VR头盔具体可以如图2中所示。

电子设备中可以安装所述Beacon信号的信号接收装置，例如，可以在所述电子设备中安装一个Beacon信号接收器。所述电子设备可以采集Beacon设备发送的Beacon信号，采集Beacon设备发送的Beacon信号可以是指通过电子设备安装的所述信号接收装置接收Beacon设备发送的Beacon信号。

所述Beacon设备是一种小型无线设备，可以持续向周围广播射频信号，也即Beacon信号。在进行设备定位时，会基于预设空间建立一空间坐标系，对电子设备进行定位，可以包括确定电子设备在该空间中的位置坐标。所述Beacon设备可以在预设空间中已知位置来发送Beacon信号，因此，可以确定所述Beacon设备在空间坐标系中的位置坐标。

所述Beacon设备在发送Beacon信号时，可以按照一定的发射频率来发送的，因此，所述电子设备中的信号采集装置，可以是按照与所述发射频率对应的周期进行采集的。当然，所述信号采集装置也可以实时采集所述Beacon信号。

所述Beacon信号是一个射频信号，可以通过RSSI(Received Signal StrengthIndication，接收的信号强度指示)的值来确定所述Beacon信号的信号强度。

基于所述预设空间建立的空间坐标系可以是指直角空间坐标系。信号强度与距离成反比，距离Beacon设备的距离越大，接收到的该Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度越小，距离Beacon设备的距离越小，接收到的该Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度越大。因此，可以基于所述Beacon信号的信号强度，来确定电子设备与所述Beacon信号的距离，以定位电子设备在所述坐标空间的位置信息。

检测模块403：用于检测所述电子设备的姿态信息。

所述姿态信息可以基于电子设备中安装传感器的检测数据解析获得。

该传感器例如可以包括加速度传感器、角速度传感器以及磁力传感器等，在实际应用中，该加速度传感器可以是加速度计，角速度传感器可以为陀螺仪，磁力传感器可以为磁力计，从而可以采集电子设备的加速度、角速度以及磁感应强度，基于加速度、角速度以及磁感应强度，即可以确定姿态信息。

其中，该姿态信息可以包括所述电子设备的转动方向以及转动角度等。

其中，该传感器数据可以为由加速度传感器、角速度传感器以及磁力传感器构成的九轴传感器。

其中，基于传感器的检测数据，解析获得姿态信息可以按照如下方式获得：

将检测数据作为互补滤波算法的输入参数，将检测数据装换为可以表示姿态信息的四元数。

四元数为一种简单超复数，可以通过四元数中的欧拉角来代表相应的转动角度。因此，可以采用四元数表示所述姿态信息。

当然，基于传感器的检测数据，解析获得姿态信息还可以采用与现有技术相同的方式，在此不再赘述。

融合模块404：用于将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

由于电子设备的移动不仅包括位置变化，还可能发生转动等，因此，只有位置信息，并不能通过位置信息判断电子设备是否发生转动以及转动方向等，而所述姿态信息则可以代表所述电子设备的是否发生转动以及转动方向。因此，所述位置信息与所述姿态信息结合则可以全面代表所述电子设备在空间坐标系中的移动。进而所述电子设备的定位信息既包含位置信息又包含姿态信息，与电子设备实际的运动轨迹更契合。

本发明实施例中，使用Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度来确定电子设备的位置信息，Beacon信号在传输过程中，传输距离较长，可实现在较大的信号传输范围内的准去定位。并且将所述位置信息与所述姿态信息进行融合可以确定更全面的定位信息。

作为一个实施例，所述融合模块可以包括：

第一确定单元，用于基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

第一融合单元，用于将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

所述位置信息是基于Beacon信号的信号强度确定的，而所述Beacon信号是按照一定的发射频率发射的，进而在基于Beacon信号确定位置信息时，可以同时记录所述Beacon信号的采集时间，以生成一个时间戳来标识基于所述Beacon信号定位获得的位置信息。同样，所述姿态信息在采集时，也是按照一定的采集频率进行采集的，可以同时记录所述姿态信息的采集时间，以生成一个时间戳来标识所述姿态信息。

将所述位置信息与所述姿态信息进行融合时，可以事先基于所述位置信息的时间戳，查找与所述位置信息的时间戳最接近的姿态信息。也即所述与所述位置信息匹配是指所述位置信息与所述姿态信息的时间戳最接近。

本发明实施例中，通过位置信息的时间戳确定与所述位置信息在时间上最接近的姿态信息，也即令所述位置信息与所述姿态信息在时间上的联系更加紧密，相较于不用时间戳进行匹配的方式，其可以迅速确定在某一时间点时，电子设备的定位轨迹。

作为又一个实施例，还可以将时间戳信息与所述位置信息以及姿态信息进行融合，获得包含时间戳信息的定位信息。因此，所述第一融合单元可以包括：

融合子单元，用于将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

时间戳信息可以依据所述任一姿态信息的发射频率与所述位置信息的采集频率来确定，选择频率高的所述位置信息的时间戳信息或者所述任一姿态信息的时间戳信息。

可选地，所述坐标信息、任一姿态信息以及所述时间戳信息可以按照以下方式进行组合：

(姿态信息-坐标信息-时间戳)。

本发明实施例中，所述电子设备的定位信息中，不但包含了电子设备的位置信息以及姿态信息，使其信息的内容更全面，还包含了电子设备采集时间的时间戳信息，可以使其在应用时更方便。

在某些实施例中，为了方便确定电子设备的位置信息，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，每一坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述定位模块可以包括：

第二确定单元，用于针对所述空间坐标系的任一坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

第三确定模块，用于根据在校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

第一获得模块，用于根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

其中，所述任一坐标平面的两个坐标轴上分别至少包括一个Beacon设备。

所述空间坐标系可以为空间直角坐标系，所述空间直角坐标系可以包括X轴、Y轴、Z轴3个坐标轴，每两个坐标轴可以构成一个坐标平面，例如，X轴、Y轴构成XY平面，Y轴、Z轴构成YZ平面，X轴、Z轴构成XZ平面。由于所述Beacon设备位于所述坐标轴上，因此，每一个坐标平面上可以对应至少两个Beacon设备。

所述电子设备可以接收任一坐标平面上的任一Beacon设备发送的Beacon信号，所述Beacon信号中可以包含用于标识对应Beacon设备的唯一标识符通过所述唯一标识符还可以确定任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备。

可选地，可以预先在所述校准位置处测量所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度。

每一个坐标平面可以对应一个或多个校准位置，每一个校准位置映射到其对应坐标平面的映射坐标已知。例如，在一个立方体空间中，校准位置可以是指每一个平面的四个顶角位置。

其中，可以是电子设备在预设空间移动之前，预先在任一坐标平面的校准处采集并确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度。

作为一种可能的实现方式，所述校准位置可以包括多个；

所述第三确定模块可以包括：

第一确定子单元，用于根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

第二确定子单元，用于根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

可选地，可以根据在所述任一校准位置处测量的任一坐标轴上的任一Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度与校准坐标中的所述任一坐标轴的坐标轴数据的比值，与所述电子设备采集的所述任一Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度与所述映射坐标中所述任一坐标轴的坐标轴数据的比值相同的关联关系，计算获得所述映射坐标中所述任一坐标轴的坐标轴数据。

本发明实施例中，利用电子设备接收的Beacon信号的信号强度与所述校准位置处的信号强度来确定所述电子设备与所述校准位置之间信号强度的关联关系，而信号强度又与电子设备距离Beacon设备的距离成正比，进而可以通过信号强度来确定电子设备与校准位置之间的关系，进而可以通过校准位置的空间坐标来确定所述电子设备的空间坐标，以确定准确的电子设备定位信息。

上述实施例中，采用基于Beacon信号的信号强度，来估算电子设备与Beacon设备的设备距离，这种利用信号强度进行估算的方式，可能会造成距离估算不准确，因此，还可以采用数学计算方式获取所述电子设备在预设空间中的位置信息。在某些实施例中，所述定位模块可以包括：

第一计算单元，用于基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

第二计算单元，用于根据所述电子设备与所述Beacon设备的距离，计算所述电子设备的位置信息。

信号强度与距离成反比，因此，基于所述Beacon信号的信号强度，并按照距离计算公式，可以计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离，所述距离计算公式可以如下所示：

d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n))

其中，d为计算得到的设备距离；RSSI为接收的Beacon信号的信号强度(负值)；A为Beacon信号发送端和Beacon信号接收端相隔1米时传输的Beacon信号的信号强度；n为环境衰减因子。

所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离是空间距离，利用该空间距离，可以确定所述电子设备在空间坐标系中任两个坐标轴构成的平面上的Beacon设备的平面距离。同时，由于所述Beacon设备的空间位置已知，进而可以通过解三角形的方式，计算任一坐标平面上，电子设备投影点与该平面上的Beacon设备的平面距离，进而确定所述电子设备在任一坐标平面上投影点的坐标位置。通过任一平面上电子设备投影点的坐标位置，即可以确定所述电子设备在空间坐标系中的位置信息。

本发明实施例中，可以通过电子设备接收的Beacon信号的信号强度来确定所述电子设备与所述Beacon设备的距离，进而可以明确电子设备的位置信息，该位置信息较为准确。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。内存是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括非暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接收的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。此外，“耦接”一词在此包含任何直接及间接的电性耦接手段。因此，若文中描述一第一装置耦接于一第二装置，则代表所述第一装置可直接电性耦接于所述第二装置，或通过其他装置或耦接手段间接地电性耦接至所述第二装置。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明本发明的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素

上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述申请构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种设备定位方法，其特征在于，包括：

确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的；

基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在预设空间中的位置信息；

检测所述电子设备的姿态信息；

将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息；

其中，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，每一坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在预设空间的位置信息包括：

针对所述空间坐标系的任一坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

根据在校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息包括：

基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息包括：

将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校准位置包括多个；

所述映射坐标确定步骤包括：

根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在所述预设空间中的位置信息包括：

基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

根据所述电子设备与所述Beacon设备的距离，计算所述电子设备的位置信息。

6.一种设备定位装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于确定电子设备接收到的Beacon信号的信号强度，所述Beacon信号是由位于预定位置的Beacon设备发送的；

定位模块，用于基于所述Beacon信号的信号强度，获得电子设备在预设空间中的位置信息；

检测模块，用于检测所述电子设备的姿态信息；

融合模块，用于将所述位置信息与所述姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息；

其中，基于所述预设空间构建的空间坐标系中，每一坐标轴对应位置上至少部署一个Beacon设备；

所述定位模块包括：

第二确定单元，用于针对所述空间坐标系的任一坐标平面，确定所述任一坐标平面对应的至少两个Beacon设备；

第三确定模块，用于根据在校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度以及所述校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标；

第一获得模块，用于根据所述电子设备在各个坐标平面的映射坐标，获得所述电子设备在所述空间坐标系中的位置信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述融合模块包括：

第一确定单元，用于基于所述位置信息的时间戳信息，确定与所述位置信息匹配的任一姿态信息；

第一融合单元，用于将所述位置信息与所述任一姿态信息进行融合，获得所述电子设备的定位信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一融合单元包括：

融合子单元，用于将所述位置信息、所述任一姿态信息以及所述位置信息的时间戳信息或所述任一姿态信息的时间戳信息组合构成所述电子设备的定位信息。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述校准位置包括多个；

所述第三确定模块包括：

第一确定子单元，用于根据在多个校准位置处分别测量的所述至少两个Beacon设备发送的Beacon信号的信号强度，确定信号强度与所述电子设备采集的Beacon信号的信号强度最接近的任一个校准位置；

第二确定子单元，用于根据在所述任一个校准位置处测量的所述至少两个Beacon设备的信号强度以及所述任一个校准位置映射到所述任一坐标平面的校准坐标，确定所述电子设备在所述任一坐标平面的映射坐标。

10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述定位模块包括：

第一计算单元，用于基于所述Beacon信号的信号强度，计算所述电子设备与所述Beacon设备的设备距离；

第二计算单元，用于根据所述电子设备与所述Beacon设备的距离，计算所述电子设备的位置信息。

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