CN107404758B - 位置感知环境的制作系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种位置感知环境的制作系统及方法，该方法包括：多个网关感测在一测试位置的终端装置的测试接收信号强度指标；根据该测试接收信号强度指标于一指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值；当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定选定区域为一定位完备区域。本发明所提出的位置感知环境的制作系统及方法，终端装置无须内载任何定位模块，即能准确定位。

Description

位置感知环境的制作系统及方法
技术领域
本发明是有关于一种位置感知环境的制作系统及方法。
背景技术
在现有技术中，传统上的全球定位系统(Global Positioning System，GPS)利用数颗卫星发射信号至地面，利用这些信号定位出使用者所在的位置。全球定位系统普遍应用于汽车或手机导航，然而，全球定位系统定位需要较长时间，且遮蔽物容易影像全球定位系统的定位准确度。此外，就小范围的定位机制而言，目前的指纹定位方法，需要终端装置主动回传所能存取的站台数据，造成终端装置额外的负担。
发明内容
本发明提供一种位置感知环境的制作系统及方法，该制作系统中主动建立指纹定位数据库。在建立指纹定位数据库的过程中，可增加网关(Gateway)的数量，以提高定位精准度。而在此高精准度的指纹定位数据库建置完成后，选定区域即具备位置感知功能，终端装置无须内建任何定位模块，当该终端装置进入该选定区域后，多个网关感测该终端装置的一接收信号强度指标，主机可根据各网关所感测到的接收信号强度指标强弱，比对该指纹定位数据库的数据，为该终端装置定位。
本发明的一实施方式提供一种位置感知环境的制作系统，适用于使一选定区域具备位置感知功能，包括，一终端装置、多个网关及一主机。该终端装置内载一全球定位系统模块，该全球定位系统模块检测该终端装置的一全球定位系统参数。多个网关，执行一探勘模式，该探勘模式为该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标。该主机连接至各该网关，根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立一指纹定位数据库，当该指纹定位数据库的一收集程度满足一预设条件后，进入一测试模式，在该测试模式中，使各该网关感测在一测试位置的该终端装置的一测试接收信号强度指标，根据该测试接收信号强度指标于该指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值，将该全球定位系统参数参考值比对该终端装置在该测试位置的一全球定位系统参数实际值，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为一定位完备区域。
于部分实施方式中，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值大于该预设误差值，该主机即判定该选定区域须增加该网关的数目，并结束该测试模式，重新执行该探勘模式，使该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，用以累积该指纹定位数据库的数据量。
于部分实施方式中，更包括当该制作系统增加网关数目后，该主机再次通过该多个网关执行该探勘模式，使该指纹定位数据库的该收集程度满足该预设条件后，再执行该测试模式，进行该测试模式时，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为该定位完备区域后，即不再重复执行探勘模式。
于部分实施方式中，其中各该网关具有一组射频天线，对应各该网关的各该射频天线分别感测该终端装置所发出的一指标信号(Beacon)，各该网关并各自计算对应于该指标信号的该接收信号强度指标，该主机撷取各该网关所计算出的接收信号强度指标及通过网关接收该终端装置所发送出对应其所在位置的该全球定位系统参数。
于部分实施方式中，其中，建立该指纹定位数据库是指该主机排序各该网关接收该终端装置在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成一特定定位指纹，各该特定定位指纹在该指纹定位数据库中，各分别有一个对应的该全球定位系统参数参考值。
本发明的一实施方式提供一种位置感知环境的制作方法，适用于使一选定区域具备位置感知功能，包括下述步骤：通过多个网关，执行一探勘模式，该探勘模式为该多个网关收集一终端装置在多个特定位置对应的全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标；根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立一指纹定位数据库；当该指纹定位数据库的一收集程度满足一预设条件后，进入一测试模式；在该测试模式中，使各该网关感测在一测试位置的该终端装置的一测试接收信号强度指标；根据该测试接收信号强度指标于该指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值；将该全球定位系统参数参考值比对该终端装置在该测试位置的一全球定位系统参数实际值；以及当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为一定位完备区域。
于部分实施方式中，该制作方法更包括：当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值大于该预设误差值，即判定该选定区域须增加该网关的数目，并结束该测试模式，重新执行该探勘模式；以及使该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，用以累积该指纹定位数据库的数据量。
于部分实施方式中，该制作方法更包括：增加网关数目后，再次通过该多个网关执行该探勘模式，使该指纹定位数据库的该收集程度满足该预设条件后，再执行该测试模式；以及进行该测试模式时，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为该定位完备区域后，即不再重复执行探勘模式。
于部分实施方式中，其中，通过该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标的步骤包括：通过对应各该网关的各射频天线分别感测该终端装置所发出的一指标信号；通过各该网关各自计算对应于该指标信号的该接收信号强度指标；以及撷取各该网关所计算出的接收信号强度指标及通过该网关接收该终端装置所发送出对应其所在位置的该全球定位系统参数。
于部分实施方式中，其中，根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立该指纹定位数据库的步骤包括：排序各该网关接收该终端装置在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成一特定定位指纹，其中，各该特定定位指纹在该指纹定位数据库中，各分别有一个对应的该全球定位系统参数参考值。
本发明提供一种位置感知环境的制作系统及方法，该制作系统中主动建立指纹定位数据库。在建立指纹定位数据库的过程中，可增加网关的数量，以提高定位精准度。而在此高精准度的指纹定位数据库建置完成后，选定区域即具备位置感知功能，终端装置无须内建任何定位模块，当该终端装置进入该选定区域后，多个网关感测该终端装置的一接收信号强度指标，主机可根据各网关所感测到的接收信号强度指标强弱，比对该指纹定位数据库的数据，为该终端装置定位。相较于传统上指纹定位机制，终端装置需回传周遭所能存取的站台数据，然而，通过本发明的位置感知环境的制作系统所制作出的位置感知环境，终端装置无须终端装置回传周遭所能存取的站台数据，即可精准地被定位。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一实施方式的位置感知环境的制作系统的功能方块图。
图2为本发明第一实施方式的位置感知环境的制作方法的流程图。
附图标号：
110 主机
120-1～120-N 网关
122-1～122-N 射频天线
130 终端装置
S210～S270：位置感知环境的制作方法流程步骤。
具体实施方式
以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些已知惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示。
图1为本发明第一实施方式的位置感知环境的制作系统的功能方块图。本发明的位置感知环境的制作系统，适用于使一选定区域具备位置感知功能，该位置感知环境的制作系统包括一主机110、多个网关120-1～120-N及一终端装置130，其中N为网关的数量，N为正整数。该主机110可以是具有处理器的一个人电脑或一大型电脑系统，该网关120-1～120-N各具有一射频天线122-1～122-N，该射频天线122-1～122-N用于感测该终端装置130所发出的指标信号(Beacons)。终端装置130内载一全球定位模块，该全球定位模块检测该终端装置130的一全球定位系统参数。
图2为本发明第一实施方式的位置感知环境的制作方法的流程图，请同时参照图1及图2。本发明的位置感知环境的制作系统通过多个网关120-1～120-N，执行一探勘模式。该探勘模式为该多个网关120-1～120-N收集该终端装置130在多个特定位置对应的全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置130的一接收信号强度指标(Received signal strength indicator，RSSI)(步骤S210)。步骤S210的细部流程如下：对应各该网关120-1～120-N的各该射频天线122-1～122-N分别感测该终端装置130所发出的一指标信号(Beacon)，各该网关120-1～120-N并各自计算对应于该指标信号的该接收信号强度指标，该主机110撷取各该网关120-1～120-N所计算出的接收信号强度指标及通过网关120-1～120-N接收该终端装置130所发送出对应其所在位置的该全球定位系统参数。
主机110根据该终端装置130在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置130的该接收信号强度指标，建立一指纹定位数据库(步骤S220)。步骤S220的细部流程定义如下，该主机110排序各该网关120-1～120-N接收该终端装置130在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成一特定定位指纹，举例来说，在该选定区域有5个网关a、b、c、d及e，终端装置130在位置X时，相对于该5个网关a、b、c、d及e的RSSI的大小排序由大而小是bcdea，在该指纹定位数据库即定义位置X所对应的特定定位指纹bcdea。此外，各该特定定位指纹在该指纹定位数据库中，各分别有一个对应的该全球定位系统参数参考值，此对应的该全球定位系统参数参考值，即是在步骤S210所收集的各该位置实际的全球定位系统参数。在上述例子中，该对应的该全球定位系统参数参考值，即是位置X的全球定位系统参数。换言之，只要主机110获知该终端装置130的特定定位指纹，即可在该指纹定位数据库根据该特定定位指纹，找出该终端装置130此时的全球定位系统参数。
接着，主机110判断该指纹定位数据库的收集程度是否满足一预设条件(步骤S230)。其中，该预设条件可以是一特定笔数，若未达该特定笔数，则重回步骤S210，继续收集该终端装置130在其他位置对应的全球定位系统参数，并感测相对应的该接收信号强度指标，若该指纹定位数据库所收集的数据已达特定笔数，判断收集程度已满足该预设条件，则进入一测试模式，该测试模式是指测试该选定区域是否已成为一定位完备区域，换言之，该测试模式即是测试该选定区域是否已成为具备位置感知功能的环境。
在该测试模式中，主机110使各该网关120-1～120-N感测在一测试位置的该终端装置130的一测试接收信号强度指标(步骤S240)，换言之，即是感测该终端装置130在该测试位置时，各该网关120-1～120-N对其所感测到的RSSI。接着，主机110根据该测试接收信号强度指标于该指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值(步骤S250)。
主机110将在步骤S250中所得到的该全球定位系统参数参考值比对该终端装置130在该测试位置的一全球定位系统参数实际值(步骤S260)，该全球定位系统参数实际值即是该终端装置130的全球定位系统模块对该终端装置130进行定位所获得。接着，主机110判断该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值是否小于或等于一预设误差值(步骤S270)，若是，即表示指纹定位数据库所建立的数据量足够，能够使得全球定位系统参数实际值与全球定位系统参数参考值非常接近，因此，判定该选定区域为一定位完备区域(步骤S280)，换言之，该选定区域即是具备位置感知功能的环境。
若在步骤S270的判断为否，表示该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值大于该预设误差值。该主机110即判定该选定区域须增加该网关的数目(步骤S275)，并结束该测试模式，重新执行该探勘模式(步骤S210)，使该多个网关120-1～120-N收集该终端装置130在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置130的该接收信号强度指标，用以累积该指纹定位数据库的数据量。各该网关120-1～120-N接收该终端装置130在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成特定定位指纹。举例来说，原先仅有五个网关a、b、c、d、e，终端装置130在位置X时，相对于该五个网关a、b、c、d及e的RSSI的大小排序由大而小是bcdea，在该指纹定位数据库即定义位置X所对应的特定定位指纹bcdea。若将网关增加为十个，相对于该十个网关a、b、c、d、e、f、g、h、i、j的RSSI的大小排序由大而小可能是becfdgeiaj，在该指纹定位数据库即定义位置X所对应的特定定位指纹becfdgeiaj。换言之，当本发明的位置感知环境的制作系统具有五个网关时，特定定位指纹会有5！种变化形式，但，具有十个网关时，特定定位指纹会有10！种变化形式，故能更精确地区别在选定区域的各个位置。
当本发明的位置感知环境的制作系统增加网关数目后，该主机110再次通过该多个网关120-1～120-N执行该探勘模式，使该指纹定位数据库的该收集程度满足该预设条件后，再执行该测试模式，进行该测试模式时，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为该定位完备区域后，即不再重复执行探勘模式。
本发明提供一种位置感知环境的制作系统及方法，该制作系统中主动建立指纹定位数据库。在建立指纹定位数据库的过程中，可增加网关的数量，以提高定位精准度。而在此高精准度的指纹定位数据库建置完成后，选定区域即具备位置感知功能，终端装置无须内建任何定位模块，当该终端装置进入该选定区域后，多个网关感测该终端装置的一接收信号强度指标，主机可根据各网关所感测到的接收信号强度指标强弱，比对该指纹定位数据库的数据，为该终端装置定位。相较于传统上指纹定位机制，终端装置需回传周遭所能存取的站台数据，然而，通过本发明的位置感知环境的制作系统所制作出的位置感知环境，终端装置无须终端装置回传周遭所能存取的站台数据，即可精准地被定位。
虽然本发明已以多种实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求为准。

Claims (10)

1.一种位置感知环境的制作系统，其特征在于，适用于使一选定区域具备位置感知功能，包括：
一终端装置，内载一全球定位系统模块，该全球定位系统模块检测该终端装置的一全球定位系统参数；
多个网关，执行一探勘模式，该探勘模式为该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标；以及
一主机，连接至各该网关，根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立一指纹定位数据库，当该指纹定位数据库的一收集程度满足一预设条件后，进入一测试模式，在该测试模式中，使各该网关感测在一测试位置的该终端装置的一测试接收信号强度指标，根据该测试接收信号强度指标于该指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值，将该全球定位系统参数参考值比对该终端装置在该测试位置的一全球定位系统参数实际值，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为一定位完备区域。
2.如权利要求1所述的位置感知环境的制作系统，其特征在于，更包括当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值大于该预设误差值，该主机即判定该选定区域须增加该网关的数目，并结束该测试模式，重新执行该探勘模式，使该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，用以累积该指纹定位数据库的数据量。
3.如权利要求2所述的位置感知环境的制作系统，其特征在于，更包括当该制作系统增加网关数目后，该主机再次通过该多个网关执行该探勘模式，使该指纹定位数据库的该收集程度满足该预设条件后，再执行该测试模式，进行该测试模式时，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为该定位完备区域后，即不再重复执行探勘模式。
4.如权利要求1所述的位置感知环境的制作系统，其特征在于，各该网关具有一组射频天线，对应各该网关的各该射频天线分别感测该终端装置所发出的一指标信号，各该网关并各自计算对应于该指标信号的该接收信号强度指标，该主机撷取各该网关所计算出的接收信号强度指标及通过网关接收该终端装置所发送出对应其所在位置的该全球定位系统参数。
5.如权利要求1所述的位置感知环境的制作系统，其特征在于，建立该指纹定位数据库是指该主机排序各该网关接收该终端装置在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成一特定定位指纹，各该特定定位指纹在该指纹定位数据库中，各分别有一个对应的该全球定位系统参数参考值。
6.一种位置感知环境的制作方法，其特征在于，适用于使一选定区域具备位置感知功能，包括下述步骤：
通过多个网关，执行一探勘模式，该探勘模式为该多个网关收集一终端装置在多个特定位置对应的全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标；
根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立一指纹定位数据库；
当该指纹定位数据库的一收集程度满足一预设条件后，进入一测试模式；
在该测试模式中，使各该网关感测在一测试位置的该终端装置的一测试接收信号强度指标；
根据该测试接收信号强度指标于该指纹定位数据库进行查找，得到对应的一全球定位系统参数参考值；
将该全球定位系统参数参考值比对该终端装置在该测试位置的一全球定位系统参数实际值；以及
当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为一定位完备区域。
7.如权利要求6所述的位置感知环境的制作方法，其特征在于，更包括：
当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值大于该预设误差值，即判定该选定区域须增加该网关的数目，并结束该测试模式，重新执行该探勘模式；以及
使该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，用以累积该指纹定位数据库的数据量。
8.如权利要求7所述的位置感知环境的制作方法，其特征在于，更包括：
增加网关数目后，再次通过该多个网关执行该探勘模式，使该指纹定位数据库的该收集程度满足该预设条件后，再执行该测试模式；以及
进行该测试模式时，当该全球定位系统参数参考值与该全球定位系统参数实际值之间的差值小于或等于一预设误差值，判定该选定区域为该定位完备区域后，即不再重复执行探勘模式。
9.如权利要求6所述的位置感知环境的制作方法，其特征在于，通过该多个网关收集该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数，并感测相应于在各该特定位置的该终端装置的一接收信号强度指标的步骤包括：
通过对应各该网关的各射频天线分别感测该终端装置所发出的一指标信号；
通过各该网关各自计算对应于该指标信号的该接收信号强度指标；以及
撷取各该网关所计算出的接收信号强度指标及通过该网关接收该终端装置所发送出对应其所在位置的该全球定位系统参数。
10.如权利要求6所述的位置感知环境的制作方法，其特征在于，根据该终端装置在多个特定位置对应的该全球定位系统参数及相应于在各该特定位置的该终端装置的该接收信号强度指标，建立该指纹定位数据库的步骤包括：
排序各该网关接收该终端装置在各该特定位置的该接收信号强度指标的大小以形成一特定定位指纹，其中，各该特定定位指纹在该指纹定位数据库中，各分别有一个对应的该全球定位系统参数参考值。
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