CN107655479A - 基于定位信标的定位方法、定位装置、电子设备及计算机程序产品 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于定位信标的定位方法、定位装置、电子设备及计算机程序产品。其中，所述定位方法包括：采集定位信标发射信号强度的衰减特性；根据所述衰减特性，校正距离计算参数；基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离；根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。应用该定位方法，可以优化定位结果的计算过程，保证定位系统在长时间使用过程中，定位结果的精确性，不会受到定位信标发射功率衰减的影响，具有良好的应用前景。

Description

基于定位信标的定位方法、定位装置、电子设备及计算机程序 产品

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种基于定位信标的定位方法、定位装置、电子设备及计算机程序产品。

背景技术

随着电子信息技术的不断进步，各种各样的智能设备开始广泛的应用于人们的日常生活中。这些智能设备上能够支持众多的应用，为用户提供多种不同的功能。

其中，定位服务或者定位位置信息是许多应用所需要的，基于定位服务能够有效的提高这些应用的智能化程度，例如自动推荐附近的餐馆，开启共享单车等。

现有技术中，通常使用基于GPS提供的定位服务。但由于无线电波的穿透性较差，无法穿透建筑物或者建筑外墙等，导致其无法在室内或者受建筑物遮挡的情况下正常使用。另外，长期启用GPS服务也需要耗费非常大的电量。而其他基于WIFI或者GPRS等蜂窝网络的定位服务的精确度较低，应用上受到了较大的限制。

为了提供低成本、低能耗的室内定位服务，现有提供了采用蓝牙信标或者类似的定位信标方式进行定位的技术方案，其可以通过广播信号(报文) 以及多点定位的方式，实现设备的定位服务。

本发明的申请人在研究现有技术的过程中发现：现有的蓝牙信标或者定位信标的信号发射强度或者发射功率会随着使用时间而逐渐出现衰减，导致广播报文中记录的信号发射强度和实际的信号发射强度出现差异。该差异会对距离的计算造成影响，从而降低了定位精确度，使定位系统在长时间使用过程中，定位结果会出现偏差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于定位信标的定位方法、定位装置、电子设备及计算机程序产品，以解决现有的定位系统在长时间使用后，定位结果计算容易出现偏差的问题。

本发明实施例的第一方面提供一种基于定位信标的定位方法。所述定位包括如下步骤：

采集定位信标发射信号强度的衰减特性；根据所述衰减特性，校正距离计算参数；基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离；根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

可选地，所述采集定位信标的发射信号强度的衰减特性，具体包括：

选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；检测距离所述采样样本1 米处的接收信号强度；过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

可选地，所述过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性，具体包括：计算若干个所述采样样本的接收信号强度的平均值，所述平均值为对应型号的衰减特性。

可选地，所述根据所述衰减特性，校正距离计算参数，具体包括：

确定定位信标的型号；根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性；根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

本发明实施例的第二方面提供一种基于定位信标的定位装置。所述定位装置包括：

采集模块，用于采集定位信标发射信号强度的衰减特性；校正模块，用于根据所述衰减特性，校正距离计算参数；距离计算模块，用于基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离；以及定位模块，用于根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

可选地，所述采集模块具体用于：选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度；过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

可选地，所述采集模块具体用于：计算若干个所述采样样本的接收信号强度的平均值，所述平均值为对应型号的衰减特性。

可选地，所述距离计算模块具体用于：确定定位信标的型号；根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性；以及根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

本发明实施例的第三方面提供一种电子设备。所述电子设备包括：至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令程序，所述指令程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如上所述的方法，确定所述电子设备的当前位置信息。

本发明实施例的第四方面提供了一种在基于定位信标的定位装置中使用的计算机程序产品。其中，所述计算机程序产品包括如上所述的功能模块。

本发明实施例提供的技术方案中，会对定位信标在使用过程中的衰减特性进行检测，并将检测结果反馈到定位计算过程，从而对定位计算结果进行校正。这样能够避免定位信标在使用过程中因衰减而导致定位结果出现计算偏差。

应用该定位方法，可以优化定位结果的计算过程，保证定位系统在长时间使用过程中，定位结果的精确性，不会受到定位信标发射功率衰减的影响，具有良好的应用前景。

附图说明

图1为本发明实施例的基于定位信标的定位方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例的定位信标的衰减特性获取方法的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例的基于定位信标的定位装置的一个实施例示意图

图4为本发明实施例的电子设备的一个实施例示意图。

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，本领域技术人员在没有作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。

需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”、“内”、“外”、“底部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本发明。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在本实施例中，为构建完整的室内定位系统，该定位信标(beacon)具体可以根据实际情况的需要，以粘贴或者其他合适的固定方式，固定在不同的位置，作为定位服务的其中一个基站，以实现多点定位的功能。所述定位信标还可以配置有一种或者多种节能措施，如睡眠模式，以尽可能的延长定位信标的使用时间。

在本实施例中，所述定位信标具体可以是采用周期性发射蓝牙信号的蓝牙定位信标，不同的定位信标可以来自不同的生产厂家、不同的生产批次或者属于不同的型号，受限于生产设备或者生产条件，通常具有不同的物理使用特性。在使用过程中，会随使用时间的延长，信号发射强度逐渐出现衰减。

为了避免这些定位信标在使用过程中自身的衰减而影响定位结果的精确性，可以应用本发明实施例提供的定位方法来消除自身衰减带来的影响。

图1为本发明实施例提供的定位方法的方法流程图。如图1所示，所述方法可以包括如下步骤：

110、采集定位信标发射信号强度的衰减特性。

所述衰减特性是指定位信标的信号发射功率随使用时间的延长而逐渐下降或者衰减的性质。该衰减特性是由定位信标自身具有的物理性质所决定的，其广泛的存在于定位信标的使用过程中。当然，对于同一类型或者同一生产批次的定位信标，其衰减特性通常是相同的。

120、根据所述衰减特性，校正距离计算参数。

在基于定位信标的定位方法计算过程中，距离的计算通常依赖于电子设备接收到的定位信标的发射信号(如特定的报文)。该发射信号中可以包含多种相关的信息，通过相应的函数关系来计算电子设备与定位信标之间的距离。其中，所述距离计算参数可以是指该函数关系中的参数。

亦即，所述衰减特性可以对该函数关系进行调整，使其消除定位信标的发射功率衰减造成的影响。

130、基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离。

所述定位信标的距离的计算为本领域常用的技术手段。在一般的基于蓝牙定位信标的定位方法中，通常是采用如下方式进行计算：

首先，电子设备接收到来自定位信标的报文，记录下接收到的信号强度。然后，根据接收到的信号强度和记录在报文中的发射信号强度，计算在报文传播过程中，衰减的信号强度。最后，根据单位距离衰减的信号强度，计算衰减的信号强度对应的距离。

在具体的使用过程中，所述报文可以包括RSSI值、Major值以及minor 值等定位信标的标识信息。

140、根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

在确定了所述距离以后，结合与多个不同的定位信标的距离，可以通过多点定位方法确定电子设备与各个定位信标之间的相对位置关系。然后，结合定位信标在地图中的具体位置信息，即可确定电子设备在地图中的位置，从而为用户提供相应的定位服务。

在一些实施例中，所述相对位置关系可以以坐标的形式表示。

以下结合具体实施例，详细介绍所述衰减特性的获取过程。图2为本发明实施例提供的衰减特性的获取过程的方法流程图。如图2所示，所述方法包括如下步骤：

210、选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本。

如上所述，对于同一批次或者同一型号的定位信标，其衰减特性是相近或者接近的，因此，可以选择在同一型号或者同一批次中的几个定位信标作为整个型号或者批次的采样样本，用以计算某个批次或者型号的定位信标的衰减特性。

220、检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度。

在实际操作过程中，可以使用任何合适类型的检测设备来检测距离定位信标1米处的接收信号强度，例如树莓派等。通过将检测设备放置在距离定位信标1米处即可实现该接收信号强度的检测。

230、过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性。

由于采集样本可能存在多个，需要多个采集样本对应的接收信号强度进行统计学的处理才能够更好的体现某个型号的衰减特性，使计算获得的衰减特性更具有统计学意义或者代表性。

在一些实施例中，所述过滤具体可以是对来自多个采集样本的接收信号强度求平均，将接收信号强度的平均值作为所述衰减特性。

240、将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

所述数据库是一个能够提供检索和/或比对功能的数据库。该数据库可以部署在服务器或者其他合适的存储设备中，用于作为数据存储容器，存储有多个不同型号的定位信标的衰减特性，以提供给电子设备在执行定位服务时使用。

上述采集的过程是一个与定位方法的其他定位计算步骤相互独立的过程。其可以预先进行检测，也可以在定位系统投入使用后，以一定的周期对采样样本进行检测，例如每10min检测并上传至数据库中进行更新。

相对应地，所述步骤120具体可以包括如下步骤：

首先，电子设备可以根据接收到的报文中的信息确定定位信标的型号。然后，根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性。最后，根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

亦即，在进行校正时，根据定位信标的型号来选择对应的衰减特性，以适应性的校正报文信息中包含的接收信号强度。

在本实施例中，由于定位信标的信号强度与距离之间是具有线性相关关系的。因此，对于一个定位信标而言，其在1米处的实际接收信号强度与定位信标标定的单位距离的接收信号强度的比值应当相当于电子设备的实际接收信号强度与理想接收信号强度之间的比值。

由此，可以将该比值或者1米处的实际接收信号强度代表所述衰减特性，用于供电子设备校正接收信号强度，并用于后续的，与定位信标的距离计算过程中。

本发明实施例还提供了一种基于定位信标的定位装置。图3为本发明实施例提供的定位装置的功能框图。如图3所示，所述定位装置包括如下功能模块：采集模块310、校正模块320、距离计算模块330以及定位模块340。

其中，采集模块310用于采集定位信标发射信号强度的衰减特性。校正模,320用于根据所述衰减特性，校正距离计算参数。距离计算模块330用于基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离。定位模块340用于根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

具体的，所述采集模块310具体用于：选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度；过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

其中，所述采集模块310在执行过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性的过程中，具体用于：选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度；过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

在一些实施例中，所述距离计算模块330则具体用于：确定定位信标的型号；根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性；以及根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

应当说明的是，上述实施例中提供的定位方法和定位装置均是基于相同的发明构思。因此，定位方法中各个具体实施例的步骤均可以由对应的功能模块所执行，功能模块中具体的功能也可以在所述定位方法中具有对应的方法步骤，在此不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的定位方法及其对应的定位装置，可以在具有蓝牙模块的电子设备中应用。当所述电子设备在基于定位信标构成的蓝牙定位系统中使用时，可以通过接收到定位信标发出的报文或者信号来测量出接收信号强度，然后根据相应的函数关系，测算出于定位信标之间的距离，通过多点定位的方式，结合对应的地图信息，为所述电子设备提供相应的定位服务。

在应用本发明实施例提供的定位方法时，会对定位信标的发射功率的衰减趋势进行测量，并反馈到距离计算的函数关系中，实现对距离计算函数的参数优化，提高定位结果的计算准确度。

图4为本申请实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。如图4所示，该设备40包括：一个或多个处理器401以及存储器402。图4中以一个为例。其中，处理器401以及存储器402可以通过总线或者其他方式连接，图4中以通过总线连接为例。

存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的定位装置对应的程序指令/模块(例如，采集模块310、校正模块320、距离计算模块330以及定位模块340)。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例的定位方法。

存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据定位装置的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至定位装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述一个或者多个处理器401执行时，执行上述任意方法实施例中的定位方法。

上述产品可执行本申请实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本申请实施例所提供的方法。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory， ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及本发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于定位信标的定位方法，其特征在于，包括

采集定位信标发射信号强度的衰减特性；

根据所述衰减特性，校正距离计算参数；

基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离；

根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

2.根据权利要求1所述的定位方法，其特征在于，所述采集定位信标的发射信号强度的衰减特性，具体包括：

选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；

检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度；

过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；

将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

3.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性，具体包括：

计算若干个所述采样样本的接收信号强度的平均值，所述平均值为对应型号的衰减特性。

4.根据权利要求2所述的定位方法，其特征在于，所述根据所述衰减特性，校正距离计算参数，具体包括：

确定定位信标的型号；

根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性；

根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

5.一种基于定位信标的定位装置，其特征在于，包括：

采集模块，用于采集定位信标发射信号强度的衰减特性；

校正模块，用于根据所述衰减特性，校正距离计算参数；

距离计算模块，用于基于所述校正后的距离计算参数以及接收信号强度，计算与定位信标的距离；

定位模块，用于根据所述距离以及定位信标的位置信息，确定当前位置信息。

6.根据权利要求5所述的定位装置，其特征在于，所述采集模块具体用于：选取若干个同一型号的定位信标作为采样样本；检测距离所述采样样本1米处的接收信号强度；过滤所述若干个接收信号强度，生成对应型号的衰减特性；将不同型号的衰减特性上传到数据库中。

7.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于，所述采集模块具体用于：计算若干个所述采样样本的接收信号强度的平均值，所述平均值为对应型号的衰减特性。

8.根据权利要求6所述的定位装置，其特征在于，所述距离计算模块具体用于：确定定位信标的型号；根据所述定位信标的型号，从所述数据库中获取对应型号的衰减特性；以及根据所述衰减特性，校正所述接收信号强度。

9.一种电子设备，其特征在于，包括至少一个处理器以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；

其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令程序，所述指令程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-4任一所述的方法，确定所述电子设备的当前位置信息。

10.一种在基于定位信标的定位装置中使用的计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括如权利要求5-8任一所述的功能模块。