CN107529145A - 一种高精度办公楼内手持终端的定位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，手持终端翻出的识别信号被复数个信号接收器的信号接收，由于手持终端和这些信号接收器的距离不等，信号接收器接收到的识别信号的信号强度不等。计算机主机根据识别信号的信号强度、蓝牙信号的强度衰减公式来计算出该手持终端相对于复数个信号接收器的位置信息。根据该位置信息及计算机主机内储层的信号接收器分布图和办公楼三维模型，精确得到手持终端的位置信息。这种多角度、多层次的接受同一信号源发出的识别信号的方式，其定位精度较高，误差较小。

Description

一种高精度办公楼内手持终端的定位方法
技术领域
本发明涉及室内定位技术领域，具体为一种高精度办公楼内手持终端的定位方法。
背景技术
近年来，随着移动互联网的迅速发展，数据和多媒体业务快速增加，人们对于室内定位的需求日益增加。城市生活中，实现低成本、高精度的室内定位，具有重要的现实意义。如在商场超市，通过获得消费者个人位置信息和目标商品位置信息，可以进行路线指引，提高用户的购物体验；在医院通过室内导航指引路线，或对医务人员或病人的定位，能够使病人更快的得到救治。但现有的关于室内定位的研究中，并无法实现精度高，低成本且适合大规模应用的三维室内定位系统。
目前应用较多的GPS卫星定位仅在相对地域较空旷、高层建筑不多、云层阻挡不大的地方才能实现精准定位。当GPS的接收机在高楼相当密集的城市或者室内运行时，由于信号强度受到建筑物、墙壁、其他物体的影响而大大衰减，导致定位精度受到影响甚至不能够完成定位过程。
现如今，Wi-Fi网络的接入点遍布于大型商厦、学校、大型医院、公交站、地铁站等场所。利用移动终端接收的Wi-Fi信号进行定位，尽管可以实现低成本高效率的定位，然而Wi-Fi信号易受环境因素影响，产生反射、衍射多径衰落，所以定位效果并不稳定。并且现有的Wi-Fi定位算法并无法提供一个三维的定位方法，更不适用于在办公楼内精确定位。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，以解决上述背景技术中提出的现有的关于室内定位的研究中，并无法实现精度高，低成本且适合大规模应用的三维室内定位系统的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，包括手持终端、终端电池、蓝牙信号发射器、办公楼、楼层间隔、信号接收器、计算机显示器、数据连接线和计算机主机，所述包括手持终端包括终端电池和蓝牙信号发射器，终端电池给蓝牙信号发射器供电，蓝牙信号发射器根据操作向外界发出识别信号，每一个手持终端的蓝牙信号发射器都能向外界发出唯一的识别信号，在办公楼的上下相邻两层楼层间具有楼层间隔，在楼层间隔内均匀分布有信号接收器，所述信号接收器都编有包含自身位置信息在内的位置编码，保证在办公楼内的任意区域发出蓝牙识别信号都会被复数的信号接收器接受，接收到的识别信号的信号强度信息及所有接收到该识别信号的信号接收器的位置编码都将上传到监控室的计算机主机内，根据信号强弱及信号接收器的位置编码，经对比计算定位信号源的相对信号接收器的三维信息，结合本办公楼的三维结构图以及信号接收器的分布图，最终对信号源所在位置进行构图，将数据信号经据连接线传输到计算机显示器内显示出来。
一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，其具体步骤如下：
S1、信号发出：蓝牙信号发射器发出自身的识别信号；
S2、信号接收:蓝牙信号发射器发出的识别信号被均匀分布在楼层间隔内的信号接收器接收；
S3、信号传递：信号接收器接收到的唯一识别信号及其信号强度特征、接收时间和信号接收器本身的位置编码经过埋设在楼层间隔内的线缆传递到计算机主机内；
S4、位置计算：计算机主机根据接收到的数据计算作为信号源的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标；
S5、三维建模：计算机主机根据计算出的发出识别信号的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标，以及计算机主机内本身储存的本办公楼的三维结构图及信号接收器的位置分布图，对手持终端所在的位置进行三维建模，并将模型通过数据连接线显示到计算机显示器上；
S6、终端反馈：在计算机主机将手持终端的位置信息模型传递给计算机显示器的同时，对该手持终端进行信息定向传递。
作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中蓝牙信号发射器发出的识别信号为稳定信号，在任意时间、地点，蓝牙信号发射器发出的识别信号的强度误差在1%以内。
优选的，所述步骤S2中所有的信号接收器内置的时间系统每隔一小时自动校准一次，校准时的参考时间相同。
优选的，所述步骤S3中传递信号用到的线缆为光缆。
优选的，所述步骤S4中如果信号源处于移动状态，那么计算机在计算信号源的三维坐标的同时，追踪其移动轨迹。
优选的，所述步骤S5中先根据信号接收器在办公楼内的分布及接收到识别信号的信号接收器的位置编号，初步锁定信号源的范围，再根据信号源的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标，得出准确的手持终端相对于办公楼的位置。
优选的，所述步骤S6中计算机显示器始终显示出办公楼的三维模型，当确定信号源的位置时，在相应位置显示出一个拿着手持终端的假人。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：手持终端翻出的识别信号被复数个信号接收器的信号接收，由于手持终端和这些信号接收器的距离不等，信号接收器接收到的识别信号的信号强度不等。计算机主机根据识别信号的信号强度、蓝牙信号的强度衰减公式来计算出该手持终端相对于复数个信号接收器的位置信息。根据该位置信息及计算机主机内储层的信号接收器分布图和办公楼三维模型，精确得到手持终端的位置信息。这种多角度、多层次的接受同一信号源发出的识别信号的方式，其定位精度较高，误差较小。
附图说明
图1为本发明工作流程图。
图2为使用本发明的手持终端的蓝牙信号发射器的结构示意图。
图3为关联本发明的办公楼内信号接收器的分布示意图。
图4为本发明手持终端定位信号接收示意图。
图5为本发明定位分析计算机的结构示意图。
图中：1、手持终端，2、终端电池，3、蓝牙信号发射器，4、办公楼，5、楼层间隔，6、信号接收器，7、计算机显示器，8、数据连接线，9、计算机主机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种高精度办公楼内手持终端的定位系统，包括手持终端1、终端电池2、蓝牙信号发射器3、办公楼4、楼层间隔5、信号接收器6、计算机显示器7、数据连接线8和计算机主机9，所述包括手持终端1包括终端电池2和蓝牙信号发射器3，终端电池2给蓝牙信号发射器3供电，蓝牙信号发射器3根据操作向外界发出识别信号，每一个手持终端1的蓝牙信号发射器3都能向外界发出唯一的识别信号，在办公楼4的上下相邻两层楼层间具有楼层间隔5，在楼层间隔5内均匀分布有信号接收器6，所述信号接收器6都编有包含自身位置信息在内的位置编码，保证在办公楼4内的任意区域发出蓝牙识别信号都会被复数的信号接收器6接受，接收到的识别信号的信号强度信息及所有接收到该识别信号的信号接收器6的位置编码都将上传到监控室的计算机主机9内，根据信号强弱及信号接收器6的位置编码，经对比计算定位信号源的相对信号接收器6的三维信息，结合本办公楼的三维结构图以及信号接收器6的分布图，最终对信号源所在位置进行构图，将数据信号经据连接线8传输到计算机显示器7内显示出来。
根据上述高精度办公楼内手持终端的定位系统的结构及公知的手持终端操作方式，高精度办公楼内手持终端的定位方法有以下实施例。
实施例1
一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，其具体步骤如下：
S1、信号发出：当手持终端1的操作人员需要精确定位时，按下手持终端1上的定位按钮，蓝牙信号发射器3发出自身的识别信号；
S2、信号接收:蓝牙信号发射器3发出的识别信号被均匀分布在楼层间隔5内的信号接收器6接收；
S3、信号传递：信号接收器6接收到的唯一识别信号及其信号强度特征、接收时间和信号接收器6本身的位置编码经过埋设在楼层间隔5内的线缆传递到计算机主机9内；
S4、位置计算：计算机主机9根据接收到的数据计算作为信号源的手持终端1相对于接收到该识别信号的信号接收器6的三维坐标；
S5、三维建模：计算机主机9根据计算出的发出识别信号的手持终端1相对于接收到该识别信号的信号接收器6的三维坐标，以及计算机主机9内本身储存的本办公楼4的三维结构图及信号接收器6的位置分布图，对手持终端1所在的位置进行三维建模，并将模型通过数据连接线8显示到计算机显示器7上；
S6、终端反馈：在计算机主机9将手持终端1的位置信息模型传递给计算机显示器7的同时，将该手持终端1的位置信息模型上传到网络并对该手持终端1进行信息定向传递。
实施例2
一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，其具体步骤如下：
S1、信号发出：当监控室内的监控人员需要对手持终端1的操作人员进行精确定位时，通过网络进入手持终端1的系统后门，命令蓝牙信号发射器3发出自身的识别信号；
S2、信号接收:蓝牙信号发射器3发出的识别信号被均匀分布在楼层间隔5内的信号接收器6接收；
S3、信号传递：信号接收器6接收到的唯一识别信号及其信号强度特征、接收时间和信号接收器6本身的位置编码经过埋设在楼层间隔5内的线缆传递到计算机主机9内；
S4、位置计算：计算机主机9根据接收到的数据计算作为信号源的手持终端1相对于接收到该识别信号的信号接收器6的三维坐标；
S5、三维建模：计算机主机9根据计算出的发出识别信号的手持终端1相对于接收到该识别信号的信号接收器6的三维坐标，以及计算机主机9内本身储存的本办公楼4的三维结构图及信号接收器6的位置分布图，对手持终端1所在的位置进行三维建模，并将模型通过数据连接线8显示到计算机显示器7上；
S6、终端反馈：观察手持终端1所在的位置是否符合该操作人员此时应在的位置，如果不符合，通过网络向手持终端1进行单向信号传递，给予警告。
手持终端翻出的识别信号被复数个信号接收器的信号接收，由于手持终端和这些信号接收器的距离不等，信号接收器接收到的识别信号的信号强度不等。计算机主机根据识别信号的信号强度、蓝牙信号的强度衰减公式来计算出该手持终端相对于复数个信号接收器的位置信息。根据该位置信息及计算机主机内储层的信号接收器分布图和办公楼三维模型，精确得到手持终端的位置信息。这种多角度、多层次的接受同一信号源发出的识别信号的方式，其定位精度较高，误差较小。
尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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 (8)

1.一种高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：其具体步骤如下：
S1、信号发出：蓝牙信号发射器发出自身的识别信号；
S2、信号接收:蓝牙信号发射器发出的识别信号被均匀分布在楼层间隔内的信号接收器接收；
S3、信号传递：信号接收器接收到的唯一识别信号及其信号强度特征、接收时间和信号接收器本身的位置编码经过埋设在楼层间隔内的线缆传递到计算机主机内；
S4、位置计算：计算机主机根据接收到的数据计算作为信号源的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标；
S5、三维建模：计算机主机根据计算出的发出识别信号的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标，以及计算机主机内本身储存的本办公楼的三维结构图及信号接收器的位置分布图，对手持终端所在的位置进行三维建模，并将模型通过数据连接线显示到计算机显示器上；
S6、终端反馈：在计算机主机将手持终端的位置信息模型传递给计算机显示器的同时，对该手持终端进行信息定向传递。
2.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：作为本发明进一步的方案：所述步骤S1中蓝牙信号发射器发出的识别信号为稳定信号，在任意时间、地点，蓝牙信号发射器发出的识别信号的强度误差在1%以内。
3.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：所述步骤S2中所有的信号接收器内置的时间系统每隔一小时自动校准一次，校准时的参考时间相同。
4.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：所述步骤S3中传递信号用到的线缆为光缆。
5.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：所述步骤S4中如果信号源处于移动状态，那么计算机在计算信号源的三维坐标的同时，追踪其移动轨迹。
6.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：所述步骤S5中先根据信号接收器在办公楼内的分布及接收到识别信号的信号接收器的位置编号，初步锁定信号源的范围，再根据信号源的手持终端相对于接收到该识别信号的信号接收器的三维坐标，得出准确的手持终端相对于办公楼的位置。
7.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：所述步骤S6中计算机显示器始终显示出办公楼的三维模型，当确定信号源的位置时，在相应位置显示出一个拿着手持终端的假人。
8.根据权利要求1所述的高精度办公楼内手持终端的定位方法，其特征在于：用于所述高精度办公楼内手持终端的定位方法的定位系统，包括手持终端(1)、终端电池(2)、蓝牙信号发射器(3)、办公楼(4)、楼层间隔(5)、信号接收器(6)、计算机显示器(7)、数据连接线(8)和计算机主机(9)，所述手持终端(1)包括终端电池(2)和蓝牙信号发射器(3)，终端电池(2)给蓝牙信号发射器(3)供电，蓝牙信号发射器(3)根据操作向外界发出识别信号，每一个手持终端(1)的蓝牙信号发射器(3)都能向外界发出唯一的识别信号，在办公楼(4)的上下相邻两层楼层间具有楼层间隔(5)，在楼层间隔(5)内均匀分布有信号接收器(6)，所述信号接收器(6)都编有包含自身位置信息在内的位置编码，保证在办公楼(4)内的任意区域发出蓝牙识别信号都会被复数的信号接收器(6)接受，接收到的识别信号的信号强度信息及所有接收到该识别信号的信号接收器(6)的位置编码都将上传到监控室的计算机主机(9)内，根据信号强弱及信号接收器(6)的位置编码，经对比计算定位信号源的相对信号接收器(6)的三维信息，结合本办公楼的三维结构图以及信号接收器(6)的分布图，最终对信号源所在位置进行构图，将数据信号经据连接线(8)传输到计算机显示器(7)内显示出来。
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