CN107734450A - 一种室内蓝牙定位方法及系统 - Google Patents

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Abstract

一种室内蓝牙定位方法及系统，该方法包括检测蓝牙请求信号，所述蓝牙请求信号包括发送所述蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；确定与所述蓝牙请求信号包括的所述设备标识对应的目标设备；获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值；根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算所述目标设备的目标坐标，并将所述目标坐标确定为所述目标设备的位置。有益效果在于，通过获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值，即可计算出所述目标设备的目标坐标，定位成本较低，同时结合室内环境获取目标坐标，排除了定位过程中的不确定因素。

Description

一种室内蓝牙定位方法及系统
技术领域
本发明属于定位领域，更具体地说，本发明涉及一种室内蓝牙定位方法及系统。
背景技术
随着电子技术的快速发展，如电子烟、智能音箱、可穿戴设备、蓝牙耳机等的众多电子设备已经普及。在大多数应用环境中，上述电子设备均为室内环境中，由于电子设备的数量越来越多，因此在室内环境内经常无法迅速找到想要的目标设备。而传统的GPS定位方法无法细化到室内环境，因此无法实现对该电子设备的精准定位。
综上，需要一种室内环境的定位方法及系统，可以在室内环境下，对一选定电子设备进行迅速准确的定位。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种室内蓝牙定位方法，该方法基于对目标设备定位的主设备，该方法包括：
检测蓝牙请求信号，该蓝牙请求信号包括发送该蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；
确定与该蓝牙请求信号包括的该设备标识对应的目标设备；
获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值；
根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标，并将该目标坐标确定为该目标设备的位置。
在其中一个实施例中，该坐标点的数量为3；该获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值包括：
获取该主设备所在的第一坐标点，并获取在该第一坐标点时，该目标设备与该主设备的第一距离值，该第一距离值被确定为与该第一坐标点对应的距离值；
获取该主设备所在的第二坐标点，并获取该主设备位于该第二坐标点时，该目标设备与该主设备的第二距离值，该第二距离值被确定为与该第二坐标点对应的距离值；
获取该主设备所在的第三坐标点，并获取该主设备位于该第三坐标点时，该目标设备与该主设备的第三距离值，该第三距离值被确定为与该第三坐标点对应的距离值。
在其中一个实施例中，该根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标包括：
根据该第一坐标点和该第一距离值，获取该目标坐标的第一坐标范围；
根据该第二坐标点和该第二距离值，获取该目标坐标的第二坐标范围；
根据该第三坐标点和该第三距离值，获取该目标坐标的第三坐标范围；
获取该第一坐标范围、第二坐标范围、第三坐标范围的交界点，并将该交界点所在的坐标点确定为该目标坐标。
在其中一个实施例中，该获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值包括：
获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值；
根据该接收强度值与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的至少2个距离值。
在其中一个实施例中，该根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标包括：
根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点和与该坐标点对应的距离值，以及室内所有坐标点的信号传输影响因子，计算该目标设备的目标坐标。
在其中一个实施例中，该获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值包括；
获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值，并获取该室内所有坐标点的信号传输影响因子；
根据该蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的距离值。
在其中一个实施例中，该室内所有坐标点的信号传输影响因子存储于远端服务器；该获取该室内所有坐标点的信号传输影响因子包括：
访问该远端服务器；
获取该远端服务器存储的该室内所有坐标点的信号传输影响因子。
根据本申请另一方面，公开了一种室内蓝牙定位系统，该系统包括目标设备以及对该目标设备进行定位的主设备，其特征在于，该主设备包括：
检测模块，用于检测蓝牙请求信号，该蓝牙请求信号包括发送该蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；
识别模块，用于确定与该蓝牙请求信号包括的该设备标识对应的目标设备；
距离获取模块，用于获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值；
目标坐标确定模块，用于根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标，并将该目标坐标确定为该目标设备的位置。
在其中一项实施例中，该距离获取模块包括：
接收强度获取模块，用于获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值；
距离获取子模块，用于根据该接收强度值与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的至少2个距离值。
在其中一项实施例中，该距离获取模块还包括：
信号传输影响因子获取模块，用于获取室内所有坐标点的信号传输影响因子；
该距离获取子模块还用于根据该蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的距离值。
本申请的有益效果在于，通过获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值，即可计算出所述目标设备的目标坐标，定位成本较低，并且提高了定位准确度。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明进行详细说明，其中：
图1为根据本申请一实施例的室内蓝牙定位方法的流程图；
图2为根据本申请另一实施例的步骤S16的流程图；
图3为根据本申请另一实施例的步骤S18的流程图；
图4a为根据本申请又一实施例的步骤S18的实施示意图；
图4b为根据本申请又一实施例的步骤S18的实施示意图；
图5为根据本申请又一实施例的步骤S16的流程图；
图6为根据本申请又一实施例的室内蓝牙定位系统的结构框图；以及
图7为根据本申请又一实施例的距离获取模块的结构框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。
需要说明的是，文中提到的“坐标点”表示将室内环境映射为坐标后对应的任一特定位置的坐标，其中该“坐标点”可以表示二维坐标点(地面坐标)，也可以表示三维坐标点(空间坐标)。
如图1所示，本申请一方面提供了一种室内蓝牙定位方法10，该方法10基于对目标设备定位的主设备实现，该方法10所适用的应用环境包括但不限于，在室内环境下，该主设备需要对目标设备的具体坐标点进行定位。其中，该主设备和该目标设备均具有可通过蓝牙收发指令的蓝牙模块。
具体地，该方法包括：
S12：检测蓝牙请求信号，该蓝牙请求信号包括发送该蓝牙请求信号的目标设备的设备标识。
具体地，该蓝牙请求信号可以是目标设备自动发出的，例如，该目标设备会定时发出一个蓝牙请求信号(而无需主设备或其他装置的任何指令启动)，从而可以使该主设备随时检测到该目标设备的存在，这有利于该主设备随时监控该目标设备的基本参数，如电量、使用状态、位置信息等。此外，更普遍地，该蓝牙请求信号为基于该主设备向该目标设备发送指令后所反馈的请求信息，即，当主设备欲对一特定目标设备进行定位时，该主设备首先向该目标设备发送一指令，该指令用于指示该目标设备反馈一蓝牙请求信号。
S14：确定与该蓝牙请求信号包括的该设备标识对应的目标设备。
具体地，如果该蓝牙请求信号为基于该主设备向该目标设备发送指令后所反馈的请求信息，则该蓝牙请求信号一方面表示该目标设备已经收到该指令；另一方面，该蓝牙请求信号携带有发送该蓝牙请求信号的目标设备的设备标识，从而主设备可以确认该蓝牙请求信号即为该主设备欲定位的设备。这一步骤的好处在于，主设备可以确认向其发送蓝牙请求信号的目标设备，从而防止定位目标出现错误。
如果该蓝牙请求信号是目标设备自动发出的，则该主设备有可能会在同时或短时间内检测到多个蓝牙请求信号。在这种情况下，该设备将存储该多个蓝牙请求信号所携带的多个设备标识，并依照接收时间顺序或者历史访问顺序优先定位最先接收的蓝牙请求信号对应的目标设备，或者最近访问的目标设备。其中最先接收的蓝牙请求信号对应的目标设备为离该主设备最近的目标设备；最近访问的目标设备为用户最有可能需要定位的设备。在另一实施例中，用户从该多个设备标识中手动选择需要定位的目标设备。
S16：获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值。
具体地，可以在不同的时间点将该同一主设备分别置于至少两个不同的坐标点，然后分别检测该主设备在该至少两个不同的坐标点处与该目标设备的至少两个距离值。替换性地，可以配置不止一个主设备，例如可以将主设备分为用户手持主设备和固定主设备，其中该固定主设备的数量为至少一个，该至少一个固定主设备被固定在室内环境的至少一个特定坐标点(如果该固定主设备的数量大于或等于二，则所有固定主设备的坐标点互不相同)，并且该至少一个固定主设备分别与用户手持主设备(数量为1个)连接(连接方式包括但不限于蓝牙、WIFI)，在执行步骤S16时，手持主设备和固定主设备同时获取自身坐标点及其与目标设备的距离值，并且该固定主设备通过蓝牙等方式将其获取的自身坐标点及其与目标的距离值传送至该手持主设备。
需要说明的是，上述在不同的时间点将同一主设备置于不同的坐标点以及采用多个位于不同坐标点的主设备可以结合应用，均在本发明保护范围之内。
S18：根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标，并将该目标坐标确定为该目标设备的位置。
在其中一个实施例中，该坐标点的数量为3。如图2所示，步骤S16具体包括：
S162：获取该主设备所在的第一坐标点，并获取在该第一坐标点时，该目标设备与该主设备的第一距离值，该第一距离值被确定为与该第一坐标点对应的距离值；
S164：获取该主设备所在的第二坐标点，并获取该主设备位于该第二坐标点时，该目标设备与该主设备的第二距离值，该第二距离值被确定为与该第二坐标点对应的距离值；
S166：获取该主设备所在的第三坐标点，并获取该主设备位于该第三坐标点时，该目标设备与该主设备的第三距离值，该第三距离值被确定为与该第三坐标点对应的距离值。
如上文所述的，该主设备可以为同一设备，分别在不同的时间点被置于第一坐标点、第二坐标点和第三坐标点，并在该三个坐标点分时执行步骤S162、S164、S166；此外，该主设备可以为三个不同的设备，并且同时被分别置于第一坐标点、第二坐标点和第三坐标点，并在该三个坐标点同步执行步骤S162、S164、S166。或者其中一个设备被固定在一位置，另外一个设备分别被置于两个不同的坐标点分时执行上述步骤中的其中两个步骤。综上，该主设备的数量，以及上述步骤执行方式(分时执行还是同时执行，以及执行顺序)均不被本申请限制。
如图3所示，在其中一实施例中，步骤S18包括：
S182：根据该第一坐标点和该第一距离值，获取该目标坐标的第一坐标范围；
S184：根据该第二坐标点和该第二距离值，获取该目标坐标的第二坐标范围；
S186：根据该第三坐标点和该第三距离值，获取该目标坐标的第三坐标范围；
S188：获取该第一坐标范围、第二坐标范围、第三坐标范围的交界点，并将该交界点所在的坐标点确定为该目标坐标。
需要说明的是，在本实施例中，该“坐标点”和“目标坐标”均为二维坐标(地面坐标)。
具体地，如图4a所示，第一坐标点为(x1，y1)，第一距离值为r1，则该第一坐标范围为以第一坐标点(x1，y1)为圆心，以第一距离值r1为半径的圆的周长范围；第二坐标点为(x2，y2)，第二距离值为r2，则该第二坐标范围为以第二坐标点(x2，y2)为圆心，以第二距离值r2为半径的圆的周长范围；第三坐标点为(x3，y3)，第三距离值为r3，则该第三坐标范围为以第三坐标点(x3，y3)为圆心，以第三距离值r3为半径的圆的周长范围。
具体地：假设目标设备的目标坐标为(x，y)，则
(x-x1)2+(y-y1)2＝r1 2； (公式1)
(x-x2)2+(y-y2)2＝r2 2； (公式2)
(x-x3)2+(y-y3)2＝r3 2； (公式3)
正常蓝牙通信情况下，通过上述公式(1)、(2)、(3)可以获得唯一的解，即如图4a中所示的点(x，y)，该点即该目标设备的目标坐标。
当上述公式(1)、(2)、(3)无解或者具有多个解，则所述目标坐标获取失败。
如图4b所示，在一替换性实施例中，仅采用两个坐标点对该目标设备进行定位。通常情况下，会获取两个候选目标坐标，用户可以选择走到其中一个候选目标坐标处或者该候选目标附近，即选取其中一个候选目标坐标作为当前坐标点，并再次判断，当主设备位于当前坐标点处时，对应的距离值是否为0或者接近零，如果是，则该候选目标坐标被确定为目标坐标；如果否，则判断另一个候选目标坐标为目标坐标。
在又一实施例中，所述坐标点的数量为4，所述主设备根据该4个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标，并将该目标坐标确定为该目标设备的位置。在本实施例中，该“坐标点”和“目标坐标”可以为三维坐标(即空间坐标)，基于此，不仅可以获知该目标设备的位置，还可以获知该目标设备的高度。确定该目标设备的三维目标坐标的具体方法的其他步骤等同于上述确定该目标设备的二维目标坐标的对应步骤，在此不再赘述。
如图5所示，在其中一项实施例中，所述步骤包括S16包括：
S16｀：获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值；
S16``：根据该接收强度值与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的至少2个距离值。
具体地，该蓝牙请求信号的接收强度值可用RSSI值(Received Signal StrengthIndication)表示。该RSSI值表示通过接收到的信号强弱测定信号点与接收点的距离，进而根据相应数据进行定位计算。在一优选实施例中，该主设备配置有无线传感的ZigBee网络CC2431芯片，该CC2431芯片的定位引擎即采用RSSI值检测主设备与目标设备之间的距离。
在另一实施例中，步骤S18还包括：根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点和与该坐标点对应的距离值，以及室内所有坐标点的信号传输影响因子，计算该目标设备的目标坐标。
在本实施例中，还将室内环境中所有坐标点的通信环境考虑在内。例如，在该主设备所在的第一坐标点处正前方3米处有一扇门，并且目标设备位于正前方未知距离处。当基于RSSI测得的第一距离为4米时，该第一距离值，即4米，则仅为一理论距离值。这是因为信号在传输过程中受到了干扰，导致衰减，因此，需要将这些干扰等因素考虑在内。
具体地，在本实施例中，该“距离值”为理论距离值，将该“信号传输影响因子”和“距离值”进行结合可以得到真实的，或者是无限接近真实的距离值。其中该信号传输影响因子的具体值的影响因素包括但不限于：障碍物、电磁干扰、空气湿度等。
基于上述实施例，在另一实施例中，步骤S16包括；获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值，并获取该室内所有坐标点的信号传输影响因子；根据该蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的距离值。
同样地，本实施例将信号传输影响因子纳入到获取距离值的考虑因素内，从而可以根据具体室内环境更加精准地获取该距离值。
在其中一项实施例中，该室内所有坐标点的信号传输影响因子存储于远端服务器；该获取该室内所有坐标点的信号传输影响因子包括：
访问该远端服务器；
获取该远端服务器存储的该室内所有坐标点的信号传输影响因子。
具体地，该主设备可通过WIFI、因特网等无线方式，访问远端存储器内存储的信号传输影响因子。该信号传输影响因子的表现形式包括但不限于室内地图，即，将室内环境映射为信号传输影响因子的二维或三维地图。
如图6所述，在本申请又一实施例中，公开了一种室内蓝牙定位系统60，该系统60包括目标设备64以及对该目标设备64进行定位的主设备62，其特征在于，该主设备62包括：
检测模块622，用于检测蓝牙请求信号，该蓝牙请求信号包括发送该蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；
识别模块624，用于确定与该蓝牙请求信号包括的该设备标识对应的目标设备；
距离获取模块626，用于获取该主设备在至少2个坐标点处与该目标设备的至少2个距离值；
目标坐标确定模块628，用于根据该至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算该目标设备的目标坐标，并将该目标坐标确定为该目标设备的位置。
如图7所示，在其中一个实施例中，该距离获取模块626包括：
接收强度获取模块6262，用于获取该主设备接收到的该蓝牙请求信号的接收强度值；
距离获取子模块6264，用于根据该接收强度值与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的至少2个距离值。
同样如图7所示，该距离获取模块626还包括：
信号传输影响因子获取模块6266，用于获取室内所有坐标点的信号传输影响因子；
该距离获取子模块6264还用于根据该蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取该主设备在至少2个坐标点处分别与该目标设备的距离值。
需要说明的是，上述各个模块并不一定是独立的模块，其中多个模块可以集成为一个模块；或者上述各个模块又可以根据功能细分为多个模块，这些都落入本申请的保护范围之内。
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，该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，该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 AccessMemory，RAM)等。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种室内蓝牙定位方法，所述方法基于对目标设备定位的主设备，其特征在于，所述方法包括：
检测蓝牙请求信号，所述蓝牙请求信号包括发送所述蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；
确定与所述蓝牙请求信号包括的所述设备标识对应的目标设备；
获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值；
根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算所述目标设备的目标坐标，并将所述目标坐标确定为所述目标设备的位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标点的数量为3；所述获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值包括：
获取所述主设备所在的第一坐标点，并获取在所述第一坐标点时，所述目标设备与所述主设备的第一距离值，所述第一距离值被确定为与所述第一坐标点对应的距离值；
获取所述主设备所在的第二坐标点，并获取所述主设备位于所述第二坐标点时，所述目标设备与所述主设备的第二距离值，所述第二距离值被确定为与所述第二坐标点对应的距离值；
获取所述主设备所在的第三坐标点，并获取所述主设备位于所述第三坐标点时，所述目标设备与所述主设备的第三距离值，所述第三距离值被确定为与所述第三坐标点对应的距离值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算所述目标设备的目标坐标包括：
根据所述第一坐标点和所述第一距离值，获取所述目标坐标的第一坐标范围；
根据所述第二坐标点和所述第二距离值，获取所述目标坐标的第二坐标范围；
根据所述第三坐标点和所述第三距离值，获取所述目标坐标的第三坐标范围；
获取所述第一坐标范围、第二坐标范围、第三坐标范围的交界点，并将所述交界点所在的坐标点确定为所述目标坐标。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值包括：
获取所述主设备接收到的所述蓝牙请求信号的接收强度值；
根据所述接收强度值与距离值的函数关系，获取所述主设备在至少2个坐标点处分别与所述目标设备的至少2个距离值。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算所述目标设备的目标坐标包括：
根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点和与该坐标点对应的距离值，以及室内所有坐标点的信号传输影响因子，计算所述目标设备的目标坐标。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值包括；
获取所述主设备接收到的所述蓝牙请求信号的接收强度值，并获取所述室内所有坐标点的信号传输影响因子；
根据所述蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取所述主设备在至少2个坐标点处分别与所述目标设备的距离值。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述室内所有坐标点的信号传输影响因子存储于远端服务器；所述获取所述室内所有坐标点的信号传输影响因子包括：
访问所述远端服务器；
获取所述远端服务器存储的所述室内所有坐标点的信号传输影响因子。
8.一种室内蓝牙定位系统，所述系统包括目标设备以及对所述目标设备进行定位的主设备，其特征在于，所述主设备包括：
检测模块，用于检测蓝牙请求信号，所述蓝牙请求信号包括发送所述蓝牙请求信号的目标设备的设备标识；
识别模块，用于确定与所述蓝牙请求信号包括的所述设备标识对应的目标设备；
距离获取模块，用于获取所述主设备在至少2个坐标点处与所述目标设备的至少2个距离值；
目标坐标确定模块，用于根据所述至少2个坐标点中的每一个坐标点以及与该坐标点对应的距离值，计算所述目标设备的目标坐标，并将所述目标坐标确定为所述目标设备的位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述距离获取模块包括：
接收强度获取模块，用于获取所述主设备接收到的所述蓝牙请求信号的接收强度值；
距离获取子模块，用于根据所述接收强度值与距离值的函数关系，获取所述主设备在至少2个坐标点处分别与所述目标设备的至少2个距离值。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述距离获取模块还包括：
信号传输影响因子获取模块，用于获取室内所有坐标点的信号传输影响因子；
所述距离获取子模块还用于根据所述蓝牙请求信号的接收强度值、信号传输影响因子与距离值的函数关系，获取所述主设备在至少2个坐标点处分别与所述目标设备的距离值。
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