CN107526057A - 定位终端的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种定位终端的方法及装置，其中，该方法包括：在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，接收端为多个定位天线或待定位终端；根据信号强度的变化值确定多个定位天线分别与待定位终端的方位角；根据多个定位天线分别与待定位终端的方位角以及多个定位天线相互之间的距离确定待定位终端所处的位置。通过本发明，解决了相关技术中在对室内终端进行定位时定位精度不高或工作量大的问题。

Description

定位终端的方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种定位终端的方法及装置。

背景技术

在现有相关技术中，对于终端的方式一般使用传输时间、传输时间差，信号衰减程度等计算目标与定位天线间距离。然而室内定位距离短，使用传输时间计算目标距离，以100米距离为例，电磁波传输100米仅需3.33e-7s，常规时钟精度难以达到。而且室内定位环境复杂，信号衰减程度受环境影响严重，无法准确根据衰减量估算距离。以及被测终端系统效率对衰减程度影响大，但被测终端差异大，无法准确估算实际空间衰减程度。例如，超声波定位方式受温度影响大，且只能在可视范围内进行定位。地磁定位方式需测量整个定位空间内各个点地磁情况，前期布网工作量大。

针对相关技术中在对室内终端进行定位时定位精度不高或工作量大的问题，目前尚未存在有效地的解决方案。

发明内容

本发明提供了定位终端的方法及装置，以至少解决相关技术中在对室内终端进行定位时定位精度不高或工作量大的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种定位终端的方法，包括：在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，所述接收端为所述多个定位天线或所述待定位终端；根据所述信号强度的变化值确定所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角；根据所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角以及所述多个定位天线相互之间的距离确定所述待定位终端所处的位置。

进一步地，所述获取接收端所接收到的信号强度的变化值包括：触发所述多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；获取所述多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

进一步地，根据所述信号强度的变化值确定每个定位天线与待定位终端的方位角包括：从接收到的信号强度变化值中确定所述接收端接收最强信号的多个时间点；根据所述多个时间点和所述多个定位天线的转速确定所述多个定位天线相对于所述待定位终端的方位角。

进一步地，所述多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。

进一步地，在所述接收端为所述待定位终端时，发射端为所述定位天线；或，在所述接收端为所述定位天线时，所述发射端为所述待定位终端。

根据本发明的另一个方面，提供了一种定位终端的装置，包括：第一获取模块，用于在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，所述接收端为所述多个定位天线或所述待定位终端；第一确定模块，用于根据所述信号强度的变化值确定所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角；第二计算模块，用于根据所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角以及所述多个定位天线之间的距离确定所述待定位终端所处的位置。

进一步地，所述第一获取模块包括：触发单元，用于触发所述多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；获取单元，用于获取所述多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

进一步地，第一确定模块包括：第一确定单元，用于从接收到的信号强度变化值中确定所述接收端接收最强信号的多个时间点；第二确定单元，用于根据所述多个时间点和所述多个定位天线的转速确定所述多个定位天线相对于所述待定位终端的方位角。

进一步地，所述多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。

进一步地，在所述接收端为所述待定位终端时，发射端为所述定位天线；或，在所述接收端为所述定位天线时，所述发射端为所述待定位终端。

通过本发明，采用通过多个定位天线与待定位终端之间进行信号收发，进而获取接收端所接收到的信号强度的变化值，此时的接收端可以是定位天线，也可以是待定位终端；并根据信号强度的变化值计算出每个定位天线与待定位终端的方位角，从而根据多个定位天线与待定位终端之间的多个方位角以及多个定位天线之间的距离计算出待定位终端所处的位置的方式；解决了相关技术中在对室内终端进行定位时定位精度不高或工作量大的问题。

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，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是根据本发明实施例的定位终端的方法的流程图；

图2是根据本发明实施例的定位终端的装置的结构框图；

图3是根据本发明实施例的定位终端的装置的可选结构框图一；

图4是根据本发明实施例的定位终端的装置的可选结构框图二；

图5是根据本发明可选实施例的两个定向天线进行室内定位的示意图；

图6是根据本发明可选实施例的两个定向天线进行室内定位的方法流程图；

图7是根据本发明可选本实施例的利用三个定向天线进行室内定位的示意图；

图8是根据本发明可选实施例的利用三个定向天线进行室内定位的方式流程图；

图9是根据本发明可选实施例的以利用三个定向天线进行室内定位的示意图。

具体实施方式

下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

在本实施例中提供了一种定位终端的方法，图1是根据本发明实施例的定位终端的方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：

步骤S102：在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，接收端为多个定位天线或待定位终端；

步骤S104：据信号强度的变化值确定多个定位天线分别与待定位终端的方位角；

步骤S106：根据多个定位天线分别与待定位终端的方位角以及多个定位天线相互之间的距离确定待定位终端所处的位置。

通过本实施例的步骤S102至步骤S106可知，在需要对终端进行定位时，通过多个定位天线与待定位终端之间进行信号收发，进而获取接收端所接收到的信号强度的变化值，此时的接收端可以是定位天线，也可以是待定位终端；并根据信号强度的变化值计算出每个定位天线与待定位终端的方位角，从而根据多个定位天线与待定位终端之间的多个方位角以及多个定位天线之间的距离计算出待定位终端所处的位置；在本实施例的该方式采用多个定位天线与终端的方位角来定位终端的位置，定位的网络结构简单，受环境影响小且定位精度高，解决了相关技术中在对室内终端进行定位时定位精度不高或工作量大的问题。

需要说明的是，在本实施例中，在接收端为待定位终端时，发射端为定位天线；或，在接收端为定位天线时，发射端为待定位终端。

对于本实施例中步骤S102中涉及到的获取接收端所接收到的信号强度的变化值的方式，在本实例的可选实施方式中，可以通过如下方式来实现：

步骤S102-1：触发多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；

步骤S102-2：获取多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

对于上述步骤S102-1中涉及到的预设时间点优选为多个定位天线从同一预定时间点旋转，以便后续统一进行计算，当然也可以是不同的时间点，但计算的原理都一样都是参照之前的时间点；此外，对于定位天线的转速可以预先设置也可以采用定位天线的默认值。

而对于本实施例步骤S104中涉及到的根据信号强度的变化值确定该多个定位天线分别与待定位终端的方位角的方式，在本实施例的可选实施方式中，可以通过如下方式来实现：

步骤S104-1，从接收到的信号强度变化值中确定接收端接收最强信号的多个时间点；

步骤S104-2，根据多个时间点和多个定位天线的转速确定多个定位天线相对于待定位终端的方位角。

对于在上述步骤S104-1和S104-2中，在定位天线方向图最大方向指向定位终端时，接收端接收到发射端的信号强度最强。

对于上述本实施例中涉及到的方案，本实施例中的多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。也就是说，只要定位终端不在所有定位天线的连线上。

而当待定位终端在多个定位天线相互之间的所有连线上时，本实施例中对终端定位的方法可以是：

步骤S108：获取多个定位天线接收到彼此之间的信号强度；

步骤S109：根据获取到的信号强度计算路径衰减；

步骤S110：根据路径衰减计算出待定位终端在连线上与连线两端的定位天线的距离。

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根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

在本实施例中还提供了一种定位终端的装置，该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是根据本发明实施例的定位终端的装置的结构框图，如图2所示，该装置包括：第一获取模块22，用于获取多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，接收端为多个定位天线或待定位终端；第一确定模块24，与第一获取模块22耦合连接，用于根据信号强度的变化值确定多个定位天线分别与待定位终端的方位角；第二确定模块26，与第一确定模块24耦合连接，用于根据多个定位天线分别与待定位终端的方位角以及多个定位天线之间的距离确定待定位终端所处的位置。

图3是根据本发明实施例的定位终端的装置的可选结构框图一，如图3所示，该第一获取模块22包括：触发单元32，用于触发多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；获取单元34，与触发单元32耦合连接，用于获取多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

图4是根据本发明实施例的定位终端的装置的可选结构框图二，如图4所示，该第一确定模块24包括：第一确定单元42，用于从接收到的信号强度变化值中确定接收端接收最强信号的多个时间点；第二确定单元44，与第一确定单元42耦合连接，用于根据多个时间点和多个定位天线的转速确定多个定位天线相对于待定位终端的方位角。

对于本装置实施例中涉及到的多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。也就是说，只要定位终端不在所有定位天线的连线上。

需要说明的是，在本实施例中在接收端为待定位终端时，发射端为定位天线；或，在接收端为定位天线时，发射端为待定位终端。

而在本实施例的另一个实施方式中，在待定位终端在多个定位天线相互之间的所有连线上时，本实施例的装置包括：第二获取模块，用于获取多个定位天线接收到彼此之间的信号强度；第三确定模块，用于根据获取到的信号强度确定路径衰减；第三确定模块，用于根据路径衰减确定待定位终端在连线上与连线两端的定位天线的距离。

此外，本实施例还提供了一种定位终端的系统，该系统包括上述装置实施例中的任一装置以及本实施例中涉及到的多个定位天线。

需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述模块分别位于多个处理器中。

对于本实施例中涉及到的多个定位天线指的是两个或以上，下面以定位天线为两个和三个为例，详细介绍本发明实施例的可选实施例的实现方式；

在本实施例中涉及到的定位系统(对应于上述实施例中的定位终端的系统)、定位终端(对应于上述实施例中的待定位终端)，其中，该定位系统由两个或以上定位天线、数据处理系统组成。

需要说明的是，本可选实施例中定位天线在具体应用场景中优选为定向天线，且该定位天线安装位置已知；定位天线方向图最大方向沿垂直于水平面的轴旋转，且定位天线方向图转速已知；该定位天线位置及转速数据储存在数据处理系统中。

此外，在本可选实施例中该定位系统可以为发射端，也可以为接收端。在定位系统为发射端时，定位终端为接收端。当定位系统为接收端时，定位终端为发射端。

在定位天线方向图旋转过程中，当其天线方向图最大方向指向定位终端时，接收端接收到发射端的信号强度最强。因此，接收端在将接收到的来自定位天线的信号强度后，反馈给数据处理系统。

在定位过程中，各定位天线方向图各自旋转一周，数据处理系统根据接收端返回的接收端接收到的各定位天线的信号强度曲线，计算出对应各天线接收信号强度最强的时间点。

数据处理系统根据各时间节点和定位天线转速，得出各时间节点定位天线朝向，即定位天线至定位终端的方向角。最后，数据处理系统据各定位天线位置、间距，及测得的方向角，精确计算出定位终端所在位置。

下面以两个定向天线进行室内定位的方式对本可选实施例进行说明。图5是根据本发明可选实施例的两个定向天线进行室内定位的示意图，如图5所示，定位天线作为发射端，定位终端作为接收端。定位天线绕自身所在位置垂直于水平面的轴旋转，其天线方向图随之旋转。另外，在本可选实施例中可以采用蓝牙频段进行通信，例如使用普通手机终端作为定位终端，不需增加额外的硬件设备。

图6是根据本发明可选实施例的两个定向天线进行室内定位的方法流程图，如图6所示，该方法的步骤包括：

步骤S602：设置天线1，2位置；

步骤S604：设置天线1，2转速；

步骤S606：定位终端实时向数据处理系统上报接收到的天线1，2的信号强度；

步骤S608：数据处理系统计算出定位终端分别接收到天线1，2最大辐射功率的时间节点；

步骤S610：数据处理系统计算出定位终端到定位天线1，2的方位角1，2；

步骤S612：数据处理系统计算出定位终端到定位天线距离，获得定位终端精确位置信息。

其中，上述步骤S602、S604是在定位终端接入定位系统前完进行的。

而在步骤S606中，定位终端通过自带的蓝牙天线接收定位天线1，2发射的蓝牙信号，并实时向数据处理系统上报信号强度信息。

上述步骤S608中，数据处理系统根据定位终端返回的信号强度信息，结合定位天线方向图，计算出定位终端分别接收到定位天线1，2最强信号时的时间节点t1，t2。

当定位终端不位于定位天线连线上时：在步骤S610中，数据处理系统根据时间节点t1，t2，计算出时间节点t1，t2时定位天线方向图最大辐射方向对应的朝向，即定位终端至天线1，2的方位角。

上述步骤S612中，数据处理系统根据定位天线1，2的位置及方位角1，2计算出定位终端的实际位置。

为避免定位终端位于定位天线连线上的情况发生，可以将定位天线置于障碍物两端。

需要说明的是，当定位终端位于定位天线连线上时，可根据两定位天线接收到彼此信号强度，计算路径衰减，从而计算定位终端在连线上距离两定位天线的距离。

或者，当定位终端位于定位天线连线上时，可通过定位终端提示用户稍作移动，离开该连线，重新定位。

图7是根据本发明可选本实施例的利用三个定向天线进行室内定位的示意图，如图7所示，使用定位天线作为发射端，定位终端作为接收端。该定位天线绕自身所在位置垂直于水平面的轴旋转。其天线方向图随之旋转。此外，在本可选实施例中可以采用蓝牙频段进行通信，如使用普通手机终端作为定位终端，不需增加额外的硬件设备。

图8是根据本发明可选实施例的利用三个定向天线进行室内定位的方式流程图，如图8所示，该方法的步骤包括：

步骤S802：设置天线1，2，3位置；

步骤S804：设置天线1，2，3转速；

步骤S806：定位终端实时向数据处理系统共上报接收到的天线1，2，3的信号强度；

步骤S808：数据处理系统计算出定位终端分别接收到天线1，2，3最大辐射功率的时间节点；

步骤S810：数据处理系统计算出定位终端到定位天线1，2，3的方位角1，2，3；

步骤S812：数据处理系统计算出定位终端到定位天线距离，获得定位终端精确位置信息。

其中，上述步骤S802、S804是在定位终端接入定位系统前完进行的。

而在步骤S806中，定位终端通过自带的蓝牙天线接收定位天线1，2，3发射的蓝牙信号，并实时向数据处理系统上报信号强度信息。

上述步骤S808中，数据处理系统根据定位终端返回的信号强度信息，结合定位天线方向图，计算出定位终端分别接收到定位天线1，2，3最强信号时的时间节点t1，t2。

当定位终端不位于定位天线连线上时：在步骤S810中，数据处理系统根据时间节点t1，t2，计算出时间节点t1，t2时定位天线方向图最大辐射方向对应的朝向，即定位终端至天线1，2，3的方位角。

上述步骤S812中，数据处理系统根据定位天线1，2，3的位置及方位角1，2，3计算出定位终端的实际位置。

在具体应用场景中，图9是根据本发明可选实施例的以利用三个定向天线进行室内定位的示意图，如图9所示，定位天线1，2，3，分别位于p1，p2，p3位置，定位天线旋转角速度为a，定位天线旋转一周的周期为T＝2π/a。

用户打开手机的室内定位功能。使用手机扫描定位天线的蓝牙信号并握手。手机检测定位天线1，2，3的信号强度。并将检测到定位天线1，2，3的信号强度通过蓝牙实时上报至数据处理系统。经过时间T，三定位天线均转完一周。数据处理系统根据手机上报的信号强度数据计算出定位天线至定位终端的方位角θ1，θ2，θ3。结合三定位天线的位置p1，p2，p3，计算出手机的与三定位天线的相对位置，即得到定位终端的精确位置。

需要说明的是，对于三个定位天线的系统，通常只需使用两个定位天线位置及方向角信息即可确定待定位终端位置。当三个定位天线不位于同一直线上时，不会出现定位终端位于所有定位天线间相互连线上的情况。仅当三个定位天线均位于同一直线上时，才可能出现待定位终端位于所有定位天线相互间连线上的情况，此时可根据三定位天线接收到彼此信号强度，计算路径衰减，从而计算定位终端在连线上距离三定位天线的距离。

需要说明的是，在本可选实施例中可以使用相控阵天线来实现天线方向图旋转。也可以将定位天线端作为接收端，定位终端作为发射端。在定位天线侧检测各定位天线接收到的手机发出蓝牙信号强度。当使用定位天线作为发射端时，可通过增大发射天线发射功率，增大定位系统覆盖区域。也可以增加定位天线个数，增大定位系统覆盖区域，另外，也可以使用其他频率进行通讯。

通过本可选实施例的方式，网络覆盖范围广，网络结构简单，受环境影响小，实现定位精度高，也可以定位任意位置的定位终端；

本发明的实施例还提供了一种存储介质。可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的程序代码：

步骤S1：在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，接收端为多个定位天线或待定位终端；

步骤S2：据信号强度的变化值确定多个定位天线分别与待定位终端的方位角；

步骤S3：根据多个定位天线分别与待定位终端的方位角以及多个定位天线相互之间的距离确定待定位终端所处的位置。

可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种定位终端的方法，其特征在于，包括：

在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，所述接收端为所述多个定位天线或所述待定位终端；

根据所述信号强度的变化值确定所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角；

根据所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角以及所述多个定位天线相互之间的距离确定所述待定位终端所处的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取接收端所接收到的信号强度的变化值包括：

触发所述多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；

获取所述多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述信号强度的变化值确定每个定位天线与待定位终端的方位角包括：

从接收到的信号强度变化值中确定所述接收端接收最强信号的多个时间点；

根据所述多个时间点和所述多个定位天线的转速确定所述多个定位天线相对于所述待定位终端的方位角。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述接收端为所述待定位终端时，发射端为所述定位天线；或，在所述接收端为所述定位天线时，所述发射端为所述待定位终端。

6.一种定位终端的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于在多个定位天线与待定位终端之间进行信号传输时，获取接收端所接收到的信号强度的变化值，其中，所述接收端为所述多个定位天线或所述待定位终端；

第一确定模块，用于根据所述信号强度的变化值确定所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角；

第二确定模块，用于根据所述多个定位天线分别与所述待定位终端的方位角以及所述多个定位天线之间的距离确定所述待定位终端所处的位置。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一获取模块包括：

触发单元，用于触发所述多个定位天线从预设时间点以预设转速持续旋转；

获取单元，用于获取所述多个定位天线在每旋转一周过程中接收端所接收到的信号强度变化值。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，第一确定模块包括：

第一确定单元，用于从接收到的信号强度变化值中确定所述接收端接收最强信号的多个时间点；

第二确定单元，用于根据所述多个时间点和所述多个定位天线的转速确定所述多个定位天线相对于所述待定位终端的方位角。

9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个定位天线间的连线中的至少有一条连线不通过所述待定位终端。

10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，在所述接收端为所述待定位终端时，发射端为所述定位天线；或，在所述接收端为所述定位天线时，所述发射端为所述待定位终端。