CN107533130B - 一种位置信息提供装置及节点网络 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位置信息提供装置及节点网络。为了达到目的，本发明的位置信息提供装置，其特征在于包括：不可视光线感知部，其用于感知从一个以上的节点装置发射的具有相同强度的不可视光线，所述不可视光线中包含一个以上的各个节点装置的信息；以及控制部，其用于基于一个以上的不可视光线中包含的位置信息与一个以上的不可视光线的强度，计算终端的位置。

Description

一种位置信息提供装置及节点网络

技术领域

本发明涉及一种在室内能够准确地告知用户当前位置的位置信息提供装置及节点网络。

背景技术

通常，用于提供定位服务(LBS:Location Based Service)的测位技术大体可分为：利用移动通讯网络的基站小区信息RF电波环境信息的基于网络的方式；检测AP(AccessPoint)或者蓝牙信标的电波强度的方式和利用GPS接收器的GPS测位方式。

但是，这些方式均只适合用于电波接收环境好的室外，不太适合用于室内等遮蔽的地方。而且，需要高价的收发设备及中转装置，AP(Access point)及蓝牙方式存在着扫描速度慢，而且必须要打开设备的Wi-Fi或者蓝牙功能。

例如，由于在室内没有搜索到GPS信号，难以开发并提供利用位置信息的设施或者事物的信息提供，移动便利性，寻找道路及寻找设施等服务。而且对每个设备进行各不相同的任意的电波强度的检测的方式，其准确度下降，还要周期性测量AP或者蓝牙信标的电波强度，非常繁琐。

发明名称“利用音波或者超音波的转发时间的三维空间位置侦测装置”的韩国公开专利第10-2005-0095401号就是针对如上所述问题的发明。

发明内容

技术问题

本发明的目的在于提供一种在室内也能够准确地检测用户的位置信息的位置信息提供装置及节点网络。

技术方案

为了解决上述问题，本发明提供一种位置信息提供装置，其特征在于包括：各个感知部，其用于感知从一个以上的节点装置发射的具有相同强度的不可视光线、音波、电波，所述不可视光线、音波、电波中包含针对一个以上的各个节点装置的位置信息；以及控制部，其用于根据一个以上的不可视光线、音波、电波中包含的位置信息和一个以上的信号强度而计算出终端的位置。

此外，为了解决上述问题，本发明提供一种节点网络，其特征在于包括：位置信息提供装置；以及一个或一个以上的节点装置，其用于利用所述位置信息提供装置发送包含有固有ID、纬度、经度、高度、信道、发送时间、发送请求设备ID及其他信息等数据的不可视光线、音波及电波；其中位置信息提供装置包括：发送部，其用于向一个以上的节点设备发送请求位置信息的信号；感知部，其用于分别感知从接收到请求位置信息的信号的一个以上的节点设备通过不同的信道发射的具有相同强度的一个以上的不可视光线、音波及电波；以及控制部，其用于根据感知到的一个以上的不可视光线、音波及电波信号，计算出终端的位置。

有益效果

根据本发明实施例，通过利用不可视光线、电波及音波中的至少一项，能够提供位置信息。

并且，根据本发明实施例，位置信息提供装置中存在用户的请求时才需要发送位置信息，因此，能够减少位置信息提供装置的莫大的电力消耗，而且只是根据不可视光线、音波、电波的强度就能够计算出位置，因此无需配备其他的定时器，也不需要各个节点之间的同步性，而且所有节点均发射相同强度的信号，因此无需将周期性信号的测量和信号强度的信息包含在信号中。

附图说明

图1为图示提供到根据本发明实施例的终端的地图及节点的图面。

图2为图示在根据本发明实施例的终端上显示了地图的图面。

图3为根据本发明实施例的终端的框图。

图4为根据本发明实施例的节点装置的框图。

图5为根据本发明实施例的位置信息提供方法的流程图。

图6为图示根据本发明实施例的终端向节点装置发送电波，从节点装置接收不可视光线，音波或者电波信号的样态的图。

图7至图14为用于说明利用根据本发明实施例的不可视光线的强度计算位置的过程的图面。

*附图中的标点符号*

100:终端110:控制部

120:显示部130:终端通讯部

140:不可视光线感知部150:电波发送部

160:电波接收部170:终端计时器

180:音波接收部190:输入部

200:节点装置205:主体

210:节点控制部220:外部通讯部

230:节点计时器240:电波接收部

245:电波发送部250:音波发送部

260:扩散器

具体实施方式

下面，参照附图详细说明本发明。在此，省略：反复的说明，对于可能多余地混淆本发明要旨的公知功能及构成的详细说明。本发明的实施形态是为了向本领域的普通技术人员更好地说明本发明而提供的。因此，附图中元素的形状及大小等为了更加明确的说明而有可能被夸大。

如上所述，根据本发明实施例的位置信息提供装置及节点网络，其目的在于在室外或者在室内能够准确地导出用户正确的当前位置。为了达到上述目的，本发明提供一种节点网络。该节点网络在室内设置一个以上的节点设备，并在用户能够携带的终端(以下，位置信息提供装置)上，根据从节点设备发送的信号判断用户的当前位置。以下，参照图1及图2说明本发明的节点网络的基本概念。

图1为图示提供到根据本发明实施例的终端的地图及节点的图面。如图1所示，在室内可设置一个以上的节点装置200。如上所述，本发明的特征在于，在用户可携带的位置信息提供装置上接收从节点装置200发送的信号，并根据在所述位置信息提供装置上接收到的信息判断用户的位置。

但是，不在室外而是在室内时，如图1所示，由于存在多个墙壁或者障碍物这样的特点，有可能影响从节点装置200发送的信号的强度。因此，为了防止由于障碍物而不能准确地检测到用户的位置，本发明的节点装置200在空间950至954及956至960里可配置多数个，在空间961,962里配置较少的个数。

这样配置在室内的一个以上的节点装置200，根据位置信号发生请求反复发送相同强度的信号。通过一个以上的节点装置200发送的信号，可包含有不可视光线、音波信号及电波信号中的至少一项。而且，这些信号中可包含发送所述信号的节点装置的标志信息和位置信息。即，由于一个以上的节点装置200在固定的位置上发送相同强度的信号的特点，如果用户在特定位置上接收到一个以上的节点装置200中的特定节点装置上发送的信号，根据所述信号的强度和发送该信号的节点装置的位置信息，能够推测用户的当前位置。这样的特点为对于本发明实施例的节点网络的基本概念。

例如，假设用户位于领域957。此时，用户携带的位置信息提供装置100可能接收从位于领域957内的节点装置和相邻的领域955,956,958发送的信号。此时，从位于领域957的节点装置发送的信号的强度高，而从位于领域955,956,958的节点装置发送的信号的强度相对低，因此，能够导出用户位于当前领域957。不仅如此，通过用户携带的位置信息提供装置100中既定的算法，根据信号的强度和发送信号的节点装置的位置信息，能够更加准确地导出用户的位置。对此的说明将在下面参照图3更加详细地提及，故在此省略该说明。如此导出的用户的当前位置信息，如图2所示，可标示在用户携带的终端即位置信息提供装置100的显示部120上。

图3为根据本发明实施例的位置信息提供装置100的框图。如上所提及，根据本发明实施例的位置信息提供装置100根据从一个以上节点装置200发送的信号，计算终端即携带位置信息提供装置100的用户的位置。为此，根据本发明实施例的位置信息提供装置100可包括控制部110、显示部120、终端通讯部130，不可视光线感知部140，电波发送部150，电波接收部160，终端定时器170，音波接收部180及输入部190而构成。以下，对于根据本发明实施例的位置信息提供装置100中包含的各个构造进行详细说明。

控制部110用于接收从一个以上的节点装置发送的信号，并根据接收到的信号判断携带本发明的位置信息提供装置的用户的位置。为此，首先通过电波发送部150，进行将用于确认用户位置的请求信号向一个以上的节点装置发送的步骤。

上面提及的从一个以上的节点装置发送的信号中包含有发送信号的节点装置的位置信息。而且，如参照附图1提及，从一个以上的节点装置发送的信号可以为不可视光线、音波及电波中的至少一项。在此，不可视光线通过不可视光线感知部140，音波通过音波接收部180，电波通过电波接收部160而被接收。而且，从一个以上的节点装置发送的信号都具有相同的强度，因此，控制部110根据信号的强度能够判断用户与节点装置的距离。

而且，控制部110从一个以上的节点装置接收不可视光线、电波及音波中的至少一项时，可以设定不可视光线为最优先级，音波为次优先级，电波为下一个次优先级。只是，这样的顺序根据用户的策略可随时进行变更，但是由于各个介质的转发特性，其衍射、透过性等方面存在着差异，因此优选地构成为不可视光线、音波、电波这一顺序。

以下，说明利用以相同强度发送的不可视光线导出用户的位置信息的方法。即，针对根据本发明实施例的位置信息提供装置100上感知到从一个以上的节点装置发射的被发送为相同强度的不可视光线的示例进行说明。以下说明中，用语不可视光线可包括红外线及紫外线中的至少一项。即，不可视光线可包括近红外线、红外线、远红外线、近紫外线、紫外线及远紫外线中的至少一项。而且，如上所提及，不可视光线是从节点装置200发射的，各个不可视光线中可同时包含形成发射的节点装置的位置信息。而且，不可视光线可进一步包含发射不可视光线的节点装置的维度、经度、高度及发送请求终端的固有号码。

从节点装置发送的不可视光线中包含多种信息，因此，不可视光线通过不可视光线感知部140被感知時，控制部110能够判断该不可视光线是哪个节点装置发送的。而且，在此，不可视光线发射的信号的强度具有既定的大小，因此比较原来的信号强度和通过不可视光线感知部140感知的信号的强度，能够判断信号的衰减程度。即，信号强度的变弱同发送的距离成比例，因此，根据通过不可视光线感知部140感知到的不可视光线的强度，能够导出本发明的位置信息提供装置100与相应节点装置之间的距离。

下面，说明根据根据不可视光线感知部140感知的不可视光线的个数，通过控制部110形成的用户的位置信息导出方法。

首先，若通过不可视光线感知部140只感知到一个不可视光线，如图7所示，控制部110将该节点装置的坐标A标示为用户的位置，画出将基于接收的信号强度推断的距离值作为半径的圆，可用误差范围标示。在此，一个刻度表示10m，用户的位置位于A坐标中半径30m以内的圆内。

通过不可视光线感知部140感知到2个不可视光线时，若接收到的2个信号相同或者在既定的误差范围内类似时，参照图8进行说明。如图8所示，将对于2个信号的各个节点任意地称为A和B，以A和B为端点，将AB之间的距离为直径的圆标示为用户的位置。

若接收到的2个信号的强度不同，参照图9至图11进行说明。如图9所示，2个信号中信号强度大的节点称为A，信号强度小的节点称为B，为了便于理解，信号强度的比例假定为1:3。在此，用户的位置最近的位于连接A和B的直线上的位置N(内分为1：3的地点)上，最远的位于直线外部的位置F(外分为1：3的地点)上。

若用户位于脱离直线的位置时，如图10所示，可标示为将位置N和F作为两端的圆。

将从节点A和节点B收到的信号的强度分别称为sA，sB，假设信号的比率sA/sB为R，AB之间的距离为D，则如图11所示，N和A之间的距离为D/(R+1)，F和A之间的距离为D/(R-1)。

假设B的x坐标为xB，y坐标为yB时，用户的位置如图10所导出的，可标示为以坐标(-xB/(R²-1),-yB/(R²-1))为中心S，以D*R/(R²-1)为半径的圆。

位置N的坐标为(xB/(R+1),yB/(R+1)，F的坐标为(-(xB/(R-1)),-(yB/(R-1)))。

结果，从信号强度不同的2个节点接收到信号时，终端中标示的圆的公式可用下列数式1计算出。

(数式1)

若通过不可视光线感知部140感知到3个不可视光线，信号强度最大的节点称为A，其他节点指称为B和C。此时，用户的位置以从A和B接收到的信号的比率为基准，通过所述数式1求圆的公式，以从A和C接收到的信号的比率为基准通过所述数式1求圆的公式。

如图12所示，可知用户的位置为被导出的2个圆交叉的地方U1和U2。终端上要标示的用户的位置，参考用户的前一个位置，将以U1和U2中更接近于前一个位置的点为中心，以U1和U2之间的距离为半径的圆标示为用户的位置。如果，没有前一个位置的信息，将以U1和U2为两端的圆标示为用户的位置。

如图13所示，计算出的U1及U2分别各自位于以节点A,B,C为顶点的三角形内部和外部。

另外，如图14所示，不只是A和B及A和C之间的信号强度比率，以B和C之间的信号强度的比率为基准进一步追加一个圆，能够计算出用户的位置。此时，新追加的圆相交于另外2个圆的地点与图12所示之U1及U2的位置相同。

进一步地，若感知到4个不可视光线，则计算出基于A和B，A和C，B和C及C和D之间的信号强度的比率的4个圆，而这4个圆会相交于一个地点。因此，为了检测到准确度高的用户的位置，要感知到4个以上的不可视光线。

上述说明不仅可适用于用相同的强度发送的不可视光线，接收到向音波接收部180用一个以上的相同强度发送的的音波信号时，将不可视光线用输入音波信号的强度代替也可适用。同理，收到向电波接收部160用一个以上的相同强度发送的电波信号时，将不可视光线用输入电波信号的强度代替也可适用上述说明。

如上所述，通过根据本发明的一实施例的位置信息提供装置100的用户的位置追踪方法具有，不需要节点装置之间的同步性或者与用户携带的装置100之间的同步性的优点。不仅如此，根据本发明的一实施例的位置信息提供装置100是仅利用信号的强度及节点装置的位置信息的方式，因此，无需将信号的强度信号包含于信号或者无需通过其他定时器进行时间检测也可以。

图4是根据本发明实施例的节点装置200的框图。如上所提及，节点装置200在室内可设置多个，这些装置分别用于发送包括节点装置的位置信息的信号。在此，由节点装置发送的信号可通过不可视光线、音波及电波发送，而这些信号都能够用相同的强度发送。而且，这些信号被发送到不同的信道，能够判断该信号是哪个节点装置发送的。为此，根据本发明实施例的节点装置200包括主体205及扩散器260。而且，根据本发明实施例的节点装置200的主体205包括节点控制部210、外部通讯部220、节点定时器230、电波接收部240、电波发送部245及音波发送部250。下面，详细说明根据本发明实施例的节点装置200。

节点控制部210用于整体控制节点装置200的动作。节点控制部210用于通过不可视光线发射部270发射不可视光线，通过音波发送部250向位置信息提供装置100发送音波信号。而且，节点定时器230用于检测音波信号的发送时间，电波接收部240用于从位置信息提供装置100接收电波信号。

电波发送部245用于向位置信息提供装置100发送电波信号。而且，电波发送部245根据请求位置信息提供装置100的位置信息的信号，也可发送包括固有ID、纬度、经度、高度、信道、发送时间、发送请求设备ID、不可视光线的信道、音波的信道及其他信息等的数据的电波。

音波发送部250向位置信息提供装置100发送音波信号。而且，音波发送部250与电波发送部245相同，根据请求位置信息提供装置100的位置信息的信号，也可发送包括固有ID、纬度、经度、高度、信道、发送时间、发送请求设备ID及其他信息等数据的音波。

不可视光线发射部270可向位置信息提供装置100发射不可视光线。根据本发明实施例的不可视光线发射部270可在不可视光线中包含节点装置200的固有ID、纬度、经度、高度、信道、发送时间、发送请求设备ID及其他信息等的数据后，发射该不可视光线。

扩散器260用于向四面扩散从音波发送部250发送的音波信号。

其次，参照图5及图6说明根据本发明实施例的位置信息提供方法。图5为根据本发明实施例的位置信息提供方法的流程图。以下说明中省略与上面提及的事项及重复的部分。

步骤S101，输入部190或者显示部120接收对于位置信息提供请求的用户输入；步骤S103，通过电波发送部150，向一个以上的节点装置200请求位置信息的。S103步骤中发送的信号可包含用于请求位置信息的信息。而且，请求位置信息的信号可以为包括请求的终端的ID的各种信号。

然后执行步骤S105，接收从一个以上的节点装置发送的信号。如上所提及，从一个以上的节点装置发送的信号可通过不可视光线、电波及音波发送，而且这些信号均具有相同的强度。而且，为了区分这些信号发送自哪个节点装置，这些信号被转发到不同的信道，为了防备由于不可视光线和音波的信号弱，仅识别信道与信号的强度，而不识别信号内承载的纬度、经度、高度等数据，电波中进一步包含不可视光线与音波的信道信息。

然后执行步骤S107，通过音波接收部180判断是否接受到音波。S107步骤中的判断结果，若判断为接收到音波，则进行S109步骤，并基于音波数据计算出终端的位置。若判断结果为否，则转到S111步骤，判断是否感知到了不可视光线。

根据用户的运用方式，若3个信号均被感知，则本发明的位置信息提供装置优选使用喜好的信号从而能够追踪位置，优选地按照不可视光线、音波、电波这一顺序追踪位置信息提供装置的位置。

S109步骤，S113步骤，及S115步骤是分别利用不可视光线、音波信号及电波信号计算用户携带的终端、即位置信息提供装置的位置的步骤，对这些的说明在上面已经详细提及过，故省略对此的说明。

之后，执行步骤S117，输出通过S109步骤，S113步骤或者S115步骤计算出的位置信息。

图6为图示根据本发明实施例的终端向节点装置发送电波，从节点装置接收不可视光线、音波或者电波信号的样态的图。具体地，图6用于说明位置信息提供装置100从四个节点装置200a,200b,200c,200d接收不可视光线、音波及电波信号中的至少一项的例示。

将图6的节点装置200a,200b,200c,200d设定为分别用相同的强度发送不可视光线、音波及电波信号的节点装置200a,200b,200c,200d时，控制部110计算位置信息提供装置100至各个节点装置200a,200b,200c,200d的各个信号强度，并基于计算出的信号强度计算位置信息提供装置100的位置。

根据本发明实施例的控制部110基于接收到的音波信号中根据相同终端的信号发生请求而发送的不可视光线、音波及电波信号中的至少一项，计算出位置信息提供装置100的位置。如上所述，基于所述信号追踪用户位置的方法在上面详细提及过，故省略对此的说明。

以上详细说明了本发明的较佳实施例，但是本发明并不限于上述实施例，而是在权利要求书定义的范围内利用本发明的基本概念的本领域普通技术人员所进行的各种变更及改良形态也均属于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种位置信息提供装置，其用于根据从设置在室内的一个以上的节点装置分别通过不同的信道以相同强度发送的信号，从而测定用户位置，其中，

所述位置信息提供装置包括：

不可视光线感知部，其用于感知从接收到请求位置信息的所述一个以上的节点装置发射的不可视光线，所述不可视光线具有相同的强度，并包含对于各个所述一个以上的节点装置的位置信息；

以及

位置计算部，其基于一个以上的所述不可视光线中包含的位置信息和一个以上的所述不可视光线的强度而计算出终端的位置，

所述位置计算部感知到接收到的强度的比率不同的2个不可视光线时，利用下述数式1计算出所述终端的位置；

(数式1)

所述2个不可视光线从A节点及B节点接收到，xB为以A节点为基准点的B节点的x轴坐标，yB为B节点的y轴坐标，R为A节点的信号强度与B节点的信号强度的比率，D为A节点与B节点之间的距离，

所述位置计算部接收到3个不可视光线时，利用发送3个不可视光线的3个节点的位置信息与强度信息而导出通过所述数式1导出的圆交叉的2个地点，将以导出的2个地点中更接近于前一个位置的点为中心，计算以导出的2个地点之间的距离为半径的圆作为所述终端的位置。

2.根据权利要求1所述的位置信息提供装置，其中，

所述不可视光线由红外线及紫外线中的至少一项构成，所述一个以上的节点装置用相同的强度发射所述不可视光线。

3.根据权利要求1所述的位置信息提供装置，其中，

所述位置计算部，基于根据距离而发生的不可视光线的强度的衰减程度而计算出用户的位置。

4.根据权利要求1所述的位置信息提供装置，其中，

所述位置计算部感知到一个不可视光线时，导出基于感知到的不可视光线的强度的距离，以发送感知到的不可视光线的节点的位置为中心，计算以所述导出的距离为半径的圆作为所述终端的位置。

5.根据权利要求1所述的位置信息提供装置，其中，

所述位置计算部接收到4个以上的不可视光线时，利用发送4个以上的不可视光线的4个以上的节点位置信息与强度信息，对通过所述数式1导出的圆交叉的1个地点进行计算作为所述终端的位置。

6.根据权利要求1所述的位置信息提供装置，其中，

所述位置信息提供装置还包括音波接收部，其用于接收从所述一个以上的节点装置分别通过不同的信道以相同强度发送的一个以上的音波信号；

所述位置计算部未感知到不可视光线时，基于一个以上的所述音波信号计算出终端的位置。

7.根据权利要求6所述的位置信息提供装置，其中，

所述位置信息提供装置还包括电波接收部，其用于接收从一个以上的节点装置，分别通过不同的信道以相同强度发送的一个以上的电波信号，其中所述一个以上的节点装置为接收请求所述位置信息的信号的节点装置；

所述位置计算部均未感知到所述不可视光线及所述音波信号时，基于所述一个以上的电波信号计算出所述终端的位置。

8.一种节点网络，其中，包括：

位置信息提供装置；以及

一个以上的节点装置，其用于向所述位置信息提供装置发送包括固有ID、纬度、经度、高度、信道、发送时间、发送请求设备ID及其它信息等数据在内的不可视光线、音波及电波；

所述位置信息提供装置包括：

发送部，其用于向一个以上的节点装置发送请求位置信息的信号；

不可视光线感知部，其用于感知从一个以上的节点装置分别通过不同的信道发射的一个以上的相同强度的不可视光线，其中，所述一个以上的节点装置为接收到请求位置信息的信号的节点装置；以及

位置计算部，其用于基于感知到的一个以上的不可视光线计算终端的位置，

所述位置计算部感知到接收到的强度的比率不同的2个不可视光线时，利用下述数式1计算出所述终端的位置；

(数式1)

所述2个不可视光线从A节点及B节点接收到，xB为以A节点为基准点的B节点的x轴坐标，yB为B节点的y轴坐标，R为A节点的信号强度与B节点的信号强度的比率，D为A节点与B节点之间的距离，

所述位置计算部接收到3个不可视光线时，利用发送3个不可视光线的3个节点的位置信息与强度信息而导出通过所述数式1导出的圆交叉的2个地点，将以导出的2个地点中更接近于前一个位置的点为中心，计算以导出的2个地点之间的距离为半径的圆作为所述终端的位置。

Images