CN107702719A - 一种定位信标布置方法、其定位系统及定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种定位信标布置方法、其定位系统及定位方法。所述定位信标布置方法包括：确定定位信标布设位置的预期报文广播范围；根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状；在所述定位信标布设位置，设置具有对应的报文广播范围的形状的定位信标。该方法根据定位信标的布设位置，适应性的使用具有不同报文广播范围形状的定位信标。这样的，定位信标广播的报文将不会朝阻隔墙发送，减少定位信标发送的报文穿透阻隔墙带来的干扰，有效的提高了定位服务结果的准确性。

Description

一种定位信标布置方法、其定位系统及定位方法

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，尤其涉及一种定位信标布置方法、其定位系统及定位方法。

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方式一般是以自身为中心呈圆形向外发散，形成一个球形的报文广播范围。因此，当部署定位信标的区域与其他区域相邻时，例如在一堵阻隔墙的其中一边接收到来自阻隔墙另一边的定位信标发送或者广播的报文，就会对定位结果形成干扰，影响定位服务的精确度。

发明内容

针对上述技术问题，本发明实施例提供了一种定位信标布置方法、其定位系统及定位方法，以解决现有的基于定位信标提供的定位结果容易受穿墙报文影响的问题。

本发明实施例的第一方面提供一种定位信标布置方法。所述定位信标布置方法包括：

确定定位信标布设位置的预期报文广播范围；根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状；在所述定位信标布设位置，设置具有对应的报文广播范围的形状的定位信标。

可选地，所述预期报文广播范围由定位信标布设位置的阻隔墙面所限制。

可选地，所述确定定位信标布设位置的预期报文广播范围，具体包括：勘测实际场地；在所述实际场地内，确定若干个定位信标布设位置；根据所述阻隔墙面形成的间隔空间，确定所述预期报文广播范围。

可选地，所述根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状，具体包括：

当所述预期报文广播范围被一对相对的阻隔墙面所限制时，所述报文广播范围的形状为矩形。

可选地，所述根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状，具体包括：

当所述预期报文广播范围被位于顶部的阻隔墙面限制时，所述报文广播范围的形状为半圆形。

可选地，所述报文广播范围为定位信标的蓝牙信号覆盖范围。

本发明实施例的第二方面提供一种基于定位信标的蓝牙定位系统，包括：若干个定位信标，所述定位信标设置在预设的定位信标布设位置，其中，所述定位信标具有与所述定位信标布设位置相适应的报文广播范围的形状。

可选地，所述定位信标用于周期性的在报文广播范围内广播报文；所述报文包含有信号强度以及定位信标。

可选地，所述定位信标包括具有预定形状的天线结构，用于形成所述报文广播范围。

本发明实施例的第三方面提供一种应用如上所述的蓝牙定位系统的定位方法。所述定位方法包括：

接收至少两个定位信标广播的报文；根据接收的报文，计算与发出报文的定位信标之间的距离；在计算获得至少两个距离后，基于定位信标的位置信息，通过多点定位的方法，计算当前的位置。

本发明实施例提供的技术方案中，根据定位信标的布设位置，适应性的使用具有不同报文广播范围形状的定位信标。这样的，定位信标广播的报文将不会朝阻隔墙发送，减少定位信标发送的报文穿透阻隔墙带来的干扰，有效的提高了定位服务结果的准确性。

附图说明

图1为本发明实施例的定位信标布置方法的一个实施例示意图；

图2为本发明实施例的蓝牙定位系统的一个实施例示意图；

图3为本发明实施例的定位方法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。

图1为本发明实施例提供的定位信标布置方法的方法流程图。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。

在一些实施例中，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。

如图1所示，所述定位信标布置方法可以包括如下步骤：

110、确定定位信标布设位置的预期报文广播范围。所述预期报文广播范围是指在布设过程中，布设人员根据设计需要，希望在该布设位置，信标需要的浮盖的报文广播范围。例如，对于某个位于三面墙壁形成的夹角的布设位置，布设人员希望定位信标的报文广播范围应当朝向非墙面的位置。

120、根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状。所述预期报文广播范围表明了在某个特定的布设位置上，定位信标的信号覆盖范围、指向的方向以及信号覆盖范围形成的区域面积等。

通常的，对于一个特定的定位信标，其信号覆盖的范围是固定的。定位信标可以根据实际情况定制化设计为具有不同的报文广播范围，包括报文广播范围的覆盖面积以及覆盖面积的形状等。该定位信标为世面销售产品，具体可以根据自己的需求，向相关的供货厂商定制具有特定报文广播范围的定位信标进行使用，为陈述简便，在此不详细赘述定位信标的具体结构。

130、在所述定位信标布设位置，设置具有对应的报文广播范围的形状的定位信标。

在使用与预期报文广播范围相适应的定位信标以后，由于定位信标的报文广播范围能够最大程度的避免与墙壁、天花等阻隔墙面交错，或者跨越这些阻隔墙。因此，减小了定位信标发出的报文穿墙的情况，降低对定位结果精确度的影响。

在一些实施例中，如上所述，为了避免定位信标的信号覆盖范围与阻隔墙面之间存在交错的情况，所述预期报文广播范围是由定位信标布设位置的阻隔墙面所限制。由此，所述预定报文广播范围具体可以通过如下方法确定：

首先，对需要布设定位信标的区域进行实地勘测，勘测其实际场地的布置情况。然后，根据设计目标或者其他的设计需求(例如定位精度)，在所述实际场地内，确定若干个定位信标布设位置，从而实现全区域的覆盖。

在确定了布设位置以后，可以根据各个布设位置上，阻隔墙面形成的间隔空间来确定所述预期报文广播范围。亦即预期报文广播范围内不与阻隔墙面交错。

具体的，位于不同的布设位置在实际的情况中，可能由于阻隔墙面的结构设置，具有相应的预期报文广播范围以及对应的报文广播范围的形状。其大致可以包括如下几种：

当所述预期报文广播范围被一对相对的阻隔墙面所限制时，例如布设位置位于狭长的通道时，所述报文广播范围的形状可以选用矩形。该矩形具有与该狭长的通道相适应的宽度。

而当所述预期报文广播范围被位于顶部的阻隔墙面限制时，例如布设位置位于天花板上时，所述报文广播范围的形状为半圆形。该半圆形朝下以避免与天花板交错。

当然，在实际场地中可能还具有除上述两种情况以外的其他多种建筑空间构造。在满足不与阻隔墙面交错的原则下，本领域技术人员可以通过在建筑空间构造中通过布设一个或者多个定位信标的方式来组成具有特定形状的报文广播范围，从而覆盖实际场地中的某个空间区域，例如通过一个覆盖范围为半圆形的定位信标和一个覆盖范围为矩形的定位信标组成一个异形形状的覆盖范围。

在本实施例中，所述报文广播范围具体是指定位信标的蓝牙信号覆盖范围。亦即在该范围内，设备可以通过蓝牙模组接收到相应的报文或者蓝牙信号，从而实现相应的定位服务。该信号覆盖范围可以是由于特定的天线结构或者天线材质所决定的。该信号覆盖范围是指在某个特定的区域内，可以良好的接收到定位信标发送的蓝牙信号，而在超出该范围以后，报文的信号强度会出现显著的下降，可以认为属于没有接收到相应的报文。

图2为应用本发明实施例，在特定的场地内布设的蓝牙定位系统的平面示意图。在本定位系统中，各个定位信标的位置是已知的，发挥灯塔或者基站的作用。蓝牙设备在场地内移动时，可以根据定位信标的已知位置信息以及与定位信标之间的距离，计算蓝牙设备在场地内的定位信息。

如图2所示，所述蓝牙定位系统包括若干个定位信标210。所述定位信标 210设置在预设的定位信标布设位置上。对于不同的定位信标布设位置，其具有不同的建筑空间结构，主要由阻隔墙面220形成。

所述定位信标210具有与所述定位信标布设位置相适应的报文广播范围230。所述报文广播范围230是具有特定形状和面积的(由图2中的虚线所示)，蓝牙设备仅在报文广播范围230内才能接收到定位信标发送的报文信息或者蓝牙信号。

具体的，所述定位信标210包括具有预定形状的天线结构，用于形成所述报文广播范围。其具体的天线结构形状对应的报文广播范围为本领域技术中的常用技术，存在相应的世面销售产品，在此不作赘述。

在本实施例中，所述定位信标作为蓝牙定位系统中的基站，其可以周期性的在报文广播范围内广播报文。当蓝牙设备处于报文广播范围内时，就可以接收到相应的报文。

其中，所述报文至少包含有信号强度以及定位信标两种数据信息。定位信标的数据信息具体可以是定位信标的特定编号、定位信标布设位置的经纬度位置信息等，可以用于区分或者定义定位信标的信息。

所述信号强度是指定位信标发送的报文的发射功率。随着传输距离的增加，报文的信号强度或者功率会相应的衰减。因此，在确定了与传输距离相关的衰减函数以后，接收到报文的蓝牙设备便可以根据在报文接收时的信号强度和报文发射时的信号强度，计算出于定位信标之间的距离。

通过本发明实施例提供的蓝牙定位系统，由于使用了具有不同报文广播范围的定位信标(例如半圆形、矩形的报文广播范围)，可以更好的提高对于实际场地的覆盖率的同时，避免覆盖内部由阻隔墙面形成的间隔空间。整个蓝牙定位系统的信号覆盖范围更加合理，能够提供更精确的定位结果，避免因报文穿透组隔墙面带来的不利影响。

应当说明的是，图2所示的仅为一个可能实际场地的平面示意图。所述阻隔墙面220具体可以是任何类型的，在室内起间隔作用，将建筑物的室内空间间隔为不同区域的墙体或者其他遮挡物，例如活动式屏风等。在实际的布设过程中，可以根据建筑物的具体情况，对应的设置具有不同报文广播范围的定位信标来完成全区域的覆盖。

本发明实施例还进一步提供了一种应用如上所述的蓝牙定位系统的定位方法。该定位方法可以运行在具有蓝牙模组的智能设备中，例如智能手机、平板电脑或者智能可穿戴设备等，实现该智能设备的室内定位服务。

其中，如图3所示，所述定位方法可以包括如下步骤：

310、接收至少两个定位信标广播的报文。基于蓝牙定位系统的布设密度，一般的在建筑物内的某个点都可以接收到多个不同的定位信标周期性广播发送的报文。

320、根据接收的报文，计算与发出报文的定位信标之间的距离。在接收到报文以后，可以根据报文内包含的信号强度信息，计算得出当前位置与定位信标之间的直线距离。由于这些报文都是直接在空气中进行传播的，很少存在穿越阻隔墙面的情况。因此，可以可靠的使用固定的函数关系来衡量信号强度与距离之间的关系。

330、在计算获得至少两个距离后，基于定位信标的位置信息，通过多点定位的方法，计算当前的位置。

在计算获得两个或者以上的距离以后，便可以基于几何关系，由已知的定位信标的位置信息推算出蓝牙设备当前的位置信息。当然，已知数量越多的定位信标与蓝牙设备之间的距离，最终计算获得的蓝牙设备的当前位置信息也也准确(即多点定位的方法)。

本发明实施例提供的蓝牙定位系统及其布设方法，改变了现有的蓝牙定位信标的布设方式，减少了不同的定位信标的广播报文之间的相互干扰和穿透阻隔墙面的情况，提高了基于该蓝牙定位系统的定位准确率。

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)

1.一种定位信标布置方法，其特征在于，包括：

确定定位信标布设位置的预期报文广播范围；

根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状；

在所述定位信标布设位置，设置具有对应的报文广播范围的形状的定位信标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预期报文广播范围由定位信标布设位置的阻隔墙面所限制。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定定位信标布设位置的预期报文广播范围，具体包括：

勘测实际场地；

在所述实际场地内，确定若干个定位信标布设位置；

根据所述阻隔墙面形成的间隔空间，确定所述预期报文广播范围。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状，具体包括：

当所述预期报文广播范围被一对相对的阻隔墙面所限制时，所述报文广播范围的形状为矩形。

5.根据权利3所述的方法，其特征在于，所述根据所述预期报文广播范围，确定定位信标的报文广播范围的形状，具体包括：

当所述预期报文广播范围被位于顶部的阻隔墙面限制时，所述报文广播范围的形状为半圆形。

6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述报文广播范围为定位信标的蓝牙信号覆盖范围。

7.一种基于定位信标的蓝牙定位系统，包括：若干个定位信标，所述定位信标设置在预设的定位信标布设位置，其特征在于，所述定位信标具有与所述定位信标布设位置相适应的报文广播范围的形状。

8.根据权利要求7所述的蓝牙定位系统，其特征在于，所述定位信标用于周期性的在报文广播范围内广播报文；所述报文包含有信号强度以及定位信标。

9.根据权利要求7所述的蓝牙定位系统，其特征在于，所述定位信标包括具有预定形状的天线结构，用于形成所述报文广播范围。

10.一种应用如权利要求7-9任一所述的蓝牙定位系统的定位方法，其特征在于，包括：

接收至少两个定位信标广播的报文；

根据接收的报文，计算与发出报文的定位信标之间的距离；

在计算获得至少两个距离后，基于定位信标的位置信息，通过多点定位的方法，计算当前的位置。