CN108663658A - 用于终端的室内定位方法和装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了用于终端的室内定位方法和装置。该室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，上述超声波发射器用于发射超声波信号，上述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，该方法的一具体实施方式包括：响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令；基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。该实施方式实现了在没有中心服务器的情况下终端对自己进行定位，保护了终端用户的隐私。

Description

用于终端的室内定位方法和装置

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，具体涉及定位技术领域，尤其涉及用于终端的室内定位方法和装置。

背景技术

在众多室内定位技术中，超声波定位技术作为一种非接触式的检测方法，有着方向性好、纵向分辨率高、对色彩、光照度不敏感等优势，在定位技术中有广泛应用。

然而，现有的室内定位方法通常是由定位服务器给出终端的定位信息，从而终端用户的隐私存在泄露风险。

发明内容

本申请的目的在于提出一种改进的用于终端的室内定位方法和装置，来解决以上背景技术部分提到的技术问题。

第一方面，本申请提供了一种用于终端的室内定位方法，上述室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，上述超声波发射器用于发射超声波信号，上述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，该方法包括：响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令，其中，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，上述超声波转换装置接收各上述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号；基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息，包括：对于所接收的上述各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息；将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定为目标超声波发射器；将该电信号确定为与上述目标超声波发射器对应的电信号；基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定上述终端的定位信息，包括：在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；对于各上述超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性；将各上述超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置；以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定上述终端的定位信息，包括：在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与上述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差；根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定上述终端与每个非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和上述参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的上述终端与该非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；由针对各上述非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解上述双曲线方程组得到上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述方法还包括：获取并呈现上述室内的室内地图；将上述终端的定位信息转换成上述室内地图中的地图坐标；在所呈现的上述室内地图中呈现上述地图坐标。

第二方面，本申请提供了一种用于终端的室内定位装置，上述室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，上述超声波发射器用于发射超声波信号，上述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，该装置包括：生成与发送单元，配置用于响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令，其中，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，上述超声波转换装置接收各上述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号；确定单元，配置用于基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述确定单元包括：执行模块，配置用于对于所接收的上述各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息；将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定为目标超声波发射器；将该电信号确定为与上述目标超声波发射器对应的电信号；确定模块，配置用于基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述确定模块包括：第一选取子模块，配置用于在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；计算子模块，配置用于对于各上述超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性；初始位置确定子模块，配置用于将各上述超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置；定位信息确定子模块，以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述确定模块包括：第二选取子模块，配置用于在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；时间差确定子模块，配置用于基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与上述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差；距离差确定子模块，配置用于根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定上述终端与每个非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；设定子模块，配置用于对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和上述参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的上述终端与该非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；求解子模块，配置用于由针对各上述非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解上述双曲线方程组得到上述终端的定位信息。

在一些实施例中，上述装置还包括：获取单元，配置用于获取并呈现上述室内的室内地图；转换单元，配置用于将上述终端的定位信息转换成上述室内地图中的地图坐标；呈现单元，配置用于在所呈现的上述室内地图中呈现上述地图坐标。

第三方面，本申请提供了一种终端，该终端包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面中任一实现方式描述的方法。

本申请提供的用于终端的室内定位方法和装置，通过在室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，其中，超声波发射器用于发射超声波信号，超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，并在接收到用户的用于指示发起定位的操作时，生成并发送定位指令，其中，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，上述超声波转换装置接收各上述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号，最后终端基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。从而实现了在没有中心服务器的情况下终端对自己进行定位，保护了终端用户的隐私。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本申请可以应用于其中的示例性系统架构图；

图2是根据本申请的用于终端的室内定位方法的一个实施例的流程图；

图3是根据本申请的用于终端的室内定位方法的一个应用场景的示意图；

图4是根据本申请的用于终端的室内定位方法的又一个实施例的流程图；

图5是根据本申请的用于终端的室内定位方法的另一个应用场景的示意图；

图6是根据本申请的用于终端的室内定位装置的一个实施例的结构示意图；

图7是适于用来实现本申请实施例的终端设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1示出了可以应用本申请的用于终端的室内定位方法或用于终端的室内定位装置的实施例的示例性系统架构100。

如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101，无线网络102、103、104、105，已知位置信息的超声波发射器106、107、108和超声波转换装置109。

其中，超声波发射器106、107、108用于发射超声波信号，超声波转换装置109用于接收超声波信号并转换成电信号以及以无线方式发送电信号。

无线网络102用以在终端设备101和超声波发射器106之间提供无线通信链路的介质。无线网络103用以在终端设备101和超声波转换装置109之间提供无线通信链路的介质。无线网络104用以在终端设备101和超声波发射器107之间提供无线通信链路的介质。无线网络105用以在终端设备101和超声波发射器108之间提供无线通信链路的介质。

用户可以使用终端设备101通过无线网络102、103、104、105与超声波发射器106、107、108和超声波转换装置109进行交互，以确定终端设备101的定位信息。终端设备101上可以安装有各种客户端应用，例如室内定位类应用、网页浏览器应用、购物类应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。

终端设备101可以是具有显示屏并且支持无线网络连接的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

需要说明的是，本申请实施例所提供的用于终端的室内定位方法一般由终端设备101执行，相应地，用于终端的室内定位装置一般设置于终端设备101中。

应该理解，图1中的终端设备、无线网络、超声波发射器和超声波转换装置的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、无线网络、超声波发射器和超声波转换装置，当然，超声波发射器的数目需要大于等于3。

继续参考图2，其示出了根据本申请的用于终端的室内定位方法的一个实施例的流程200。该用于终端的室内定位方法，包括以下步骤：

步骤201，响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令。

在本实施例中，用于终端的室内定位方法运行于其上的电子设备(例如图1所示的终端设备)可以响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令。这样，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器可以响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，而后上述超声波转换装置可以接收上述各超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述室内中设置的各个超声波发射器可以基于该超声波发生器的信息生成并发射超声波信号，而且，每个超声波发射器的超声波发射器信息互不相同。作为示例，上述各个超声波发射器可以采用互不相同的编码调制正弦波信号来发射超声波信号，例如可以采用BPSK(Binary Phase Shift Keying，二进制相移键控)调制方法。

在这里，上述超声波转换装置可以包括超声波传感器，用于将接收到的超声波信号转换成电信号。上述超声波转换装置还可以包括无线收发模块，用于将上述转换成的电信号以无线连接方式发送出去。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB(Ultra Wideband)连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。相应的，超声波转换装置中的无线收发模块可以是3G/4G模块、WiFi模块、蓝牙模块、WiMAX模块、Zigbee模块、UWB模块、以及其他现在已知或将来开发的无线连接模块。

可选地，上述超声波转换装置还可以包括信号中继器，用于将超声波传感器转换后的电信号进行过滤与放大。上述信号中继器的输入端可以与超声波传感器的输出端连接，信号中继器的输出端可以与上述无线收发模块的输入端连接，这样，信号中继器过滤与放大后的电信号可以通过无线收发模块发射出去。加入信号中继器可以增加超声波信号的信号强度，从而可以扩大定位范围。

在这里，用于指示发起定位的操作可以是预设的用于触发室内定位的操作。作为示例，用于指示发起定位的操作可以是用户打开室内定位应用，或者用户点击室内定位应用界面中呈现的指定图标等等。

作为示例，上述电子设备可以采用电子设备中设置的扬声器生成定位指令，并通过无线连接方式将上述定位指令发送到信道中。需要指出的是，上述无线连接方式可以包括但不限于3G/4G连接、WiFi连接、蓝牙连接、WiMAX连接、Zigbee连接、UWB连接、以及其他现在已知或将来开发的无线连接方式。

步骤202，基于接收到的各个电信号，确定上述终端的定位信息。

在本实施例中，用于终端的室内定位方法运行于其上的电子设备上可以基于从超声波转换装置中以无线方式接收到的各个电信号，确定定位信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述电子设备可以首先对于所接收的各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息，然后将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定目标超声波发射器，最后将该电信号确定为与上述目标超声波发射器对应的电信号。然后，上述电子设备可以基于所确定的与各超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位(Time Differenceof Arrival，TDOA)算法，确定上述终端的定位信息。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述电子设备可以按照如下方式基于所确定的与各超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定定位信息：

首先，可以在上述室内设置的各超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将上述室内设置的各超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器。

而后，可以基于所确定的与各超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与上述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差。

需要说明的是，广义互相关算法是目前广泛研究和应用的公知技术，在此不再赘述。

接着，可以根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定上述终端与每个非参考超声波发射器的距离和上述终端与参考超声波发射器的距离之间的距离差。

然后，可以对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的上述终端与该非参考超声波发射器的距离和上述终端与参考超声波发射器的距离之间的距离差。

最后，由针对各非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解上述双曲线方程组得到上述终端的定位信息。

作为示例，假设室内设置有M个超声波发射器，M为大于等于3的正整数，选定第1个超声波发射器为参考超声波发射器，第2个到第M个超声波发射器为非参考超声波发射器。(x,y)为终端的待估计位置的二维坐标，(X_i,Y_i)为第i个超声波发射器的已知位置，i为1到M之间的正整数。上述终端和第i个超声波发射器之间的距离计算公式如下所示：

其中：

令R_i,1表示上述终端与非参考超声波发射器i(i≠1)和参考超声波发射器(即超声波发射器1)的实际距离差，则：

其中，c为电磁波传播速度，d_i,1为所确定的接收到与非参考超声波发射器i对应的电信号的时间与接收到与上述参考超声波发射器(即超声波发射器1)对应的电信号的时间的时间差。为求解该非线性方程组(该非线性方程组中有M-1个方程)可以先进行线性化处理。因为：

公式5可以展开表示为：

在i＝1时，公式6可以表示如下：

公式6减去公式7可得：

其中：

X_i,1＝X_i-X₁ (公式9)

Y_i,1＝Y_i-Y₁ (公式10)

将x，y，R₁视为未知数，则公式8成为线性方程组，求解该方程组便可以得到上述终端的坐标位置。需要说明的是，求解线性方程组的方法是目前广泛研究和应用的公知技术，在此不再赘述。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述电子设备也可以按照如下方式基于所确定的与各超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定定位信息：

首先，可以在上述室内设置的各超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将上述室内设置的各超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器。

作为示例，假设室内设置有N个超声波发射器，其中N为大于等于3的正整数，可以选取第1个超声波发射器作为参考超声波发射器，第2个到第N个超声波发射器为非参考超声波发射器。

而后，可以对于上述各超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性。

作为示例，可以在上述电子设备中预先存储针对每个超声波发射器预先存储的匹配电信号的FFT(Fast Fourier Transformation，快速傅里叶变换)的复共轭。然后，可以对于上述各超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与该超声波发射器对应的电信号的FFT的复共轭与针对该超声波发射器预先存储的预先存储的匹配电信号的FFT的复共轭之间的IFFT(Inverse Fast Fourier Transform，快速傅里叶逆变换)作为所确定的与该超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性。具体公式描述如下：

假设，室内设置有N个超声波发射器，N为大于等于3的正整数。对N个超声波发射器每个超声波发射器，已经确定了K组与该超声波发射器对应的电信号x_k，K为正整数。

x_k＝(x_1k,x_2k,...,x_Nk),k＝1,2,...,K

x_k表示所确定的第k组电信号，其中，每组电信号中包括所确定的与N个超声波发射器中每个超声波发射器对应的电信号x_ik，其中i为1到N之间的正整数。

X_k＝FFT(x_k) (公式11)

这里，FFT表示快速傅里叶变换。

其中：

H_i ^*表示预先存储的针对第i个超声波发射器预先存储的匹配电信号的FFT的复共轭，H_i表示针对第i个超声波发射器预先存储的匹配电信号的FFT，*表示复共轭运算。

IFFT表示快速傅里叶逆变换；

g_i是计算所得的所确定的与第i个超声波发射器对应的电信号与针对该第i个超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性。

然后，可以将上述各超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置。

最后，以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定上述终端的定位信息。

需要说明的是，高斯牛顿算法是目前广泛研究和应用的公知技术，在此不再赘述。

继续参见图3，图3是根据本实施例的用于终端的室内定位方法的应用场景的一个示意图。在图3的应用场景中，终端设备首先响应于检测到用户触发了定位操作，生成并发送定位指令，如图3中图标301所示。然后，各个超声波发射器接收到上述定位指令后生成并发射超声波信号，如图3中图标302所示。而后超声波转换装置接收到上述各超声波发射器发射的超声波信号并转换成电信号以无线方式发送给终端设备，如图3中图标303所示。最后，终端设备基于从超声波转换装置接收到的各个电信号，确定上述终端设备的室内定位信息。

本申请的上述实施例提供的方法通过在室内设置已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，并在接收到用户的用于指示发起定位的操作时，生成并发送定位指令，其中，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，上述超声波转换装置接收各上述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号，最后终端基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。从而实现了在没有中心服务器的情况下终端对自己进行定位，保护了终端用户的隐私。

进一步参考图4，其示出了用于终端的室内定位方法的又一个实施例的流程400。该用于终端的室内定位方法的流程400，包括以下步骤：

步骤401，响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令。

步骤402，基于接收到的各个电信号，确定上述终端的定位信息。

在本实施例中，步骤401和步骤402的具体操作与图2所示的实施例中步骤201和步骤202的操作基本相同，在此不再赘述。

步骤403，获取并呈现上述终端所在的室内的室内地图。

这里，上述终端所在的室内的室内地图可以存储在上述电子设备本地，这样上述电子设备可以本地获取上述终端所在的室内的室内地图。上述终端所在的室内的室内地图也可以远程地存储在与上述电子设备网络连接的其他电子设备中，这样上述电子设备可以远程地从上述其他电子设备获取上述终端所在的室内的室内地图。

步骤404，将上述终端的定位信息转换成上述室内地图中的地图坐标。

这里，上述电子设备可以将步骤402中确定的终端的定位信息转换成在步骤403中获取并呈现的室内地图中的地图坐标。本领域技术人员可以理解的是，具体的转换方法与上述室内地图的坐标系以及上述定位信息的坐标系有关，在此不再赘述。

步骤405，在所呈现的室内地图中呈现上述地图坐标。

这样，即可以实现在上述电子设备中显示上述室内的室内地图并在室内地图上实时显示上述电子设备在上述室内地图中的定位信息。图5中示出了在终端设备上显示终端设备所在的室内的室内地图以及在上述显示的室内地图中显示终端设备在上述室内的室内定位信息。如图5中图标501所示，即为终端设备在上述室内的室内定位信息。

从图4中可以看出，与图2对应的实施例相比，本实施例中的用于终端的室内定位方法的流程400突出了在显示室内地图以及在室内地图上实时显示上述电子设备的定位信息，从而可以实时在终端中呈现终端的室内定位信息。

进一步参考图6，作为对上述各图所示方法的实现，本申请提供了一种用于终端的室内定位装置的一个实施例，上述室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，上述超声波发射器用于发射超声波信号，上述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号。该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图6所示，本实施例的用于终端的室内定位装置600包括：生成与发送单元601，配置用于响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令，其中，上述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到上述定位指令，生成并发射超声波信号，上述超声波转换装置接收各上述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向上述终端发送转换得到的各个电信号；确定单元602，配置用于基于接收到的上述各个电信号，确定上述终端的定位信息。

在本实施例中，用于终端的室内定位装置600的生成与发送单元601和确定单元602的具体处理及其所带来的技术效果可分别参考图2对应实施例中步骤201和步骤202的相关说明，在此不再赘述。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述确定单元602可以包括：执行模块6021，配置用于对于所接收的上述各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息；将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定为目标超声波发射器；将该电信号确定为与上述目标超声波发射器对应的电信号；确定模块6022，配置用于基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定上述终端的定位信息。执行模块6021和确定模块6022的具体处理及其所带来的技术效果可参考图2对应实施例中步骤202的相关说明，在此不再赘述。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述确定模块6022可以包括：第一选取子模块60221A，配置用于在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；计算子模块60222A，配置用于对于各上述超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性；初始位置确定子模块60223A，配置用于将各上述超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置；定位信息确定子模块60224A，以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定上述终端的定位信息。第一选取子模块60221A、计算子模块60222A、初始位置确定子模块60223A和定位信息确定子模块60224A的具体处理及其所带来的技术效果可参考图2对应实施例中步骤202的相关说明，在此不再赘述。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述确定模块6022还可以包括：第二选取子模块60221B，配置用于在各上述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各上述超声波发射器中不同于上述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；时间差确定子模块60222B，配置用于基于所确定的与各上述超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与上述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差；距离差确定子模块60223B，配置用于根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定上述终端与每个非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；设定子模块60224B，配置用于对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和上述参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的上述终端与该非参考超声波发射器的距离和上述终端与上述参考超声波发射器的距离之间的距离差；求解子模块60225B，配置用于由针对各上述非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解上述双曲线方程组得到上述终端的定位信息。第二选取子模块60221B、时间差确定子模块60222B、距离差确定子模块60223B、设定子模块60224B和求解子模块60225B的具体处理及其所带来的技术效果可参考图2对应实施例中步骤202的相关说明，在此不再赘述。

在本实施例的一些可选的实现方式中，上述用于终端的室内定位装置600还可以包括：获取单元603，配置用于获取并呈现上述室内的室内地图；转换单元604，配置用于将上述终端的定位信息转换成上述室内地图中的地图坐标；呈现单元605，配置用于在所呈现的上述室内地图中呈现上述地图坐标。获取单元603、转换单元604和呈现单元605的具体处理及其所带来的技术效果可分别参考图4对应实施例中步骤403、步骤404和步骤405的相关说明，在此不再赘述。

下面参考图7，其示出了适于用来实现本申请实施例的终端设备计算机系统700的结构示意图。图7示出的终端设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图7所示，计算机系统700包括中央处理单元(CPU，Central Processing Unit)701，其可以根据存储在只读存储器(ROM，Read Only Memory)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM，Random Access Memory)703中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 703中，还存储有系统700操作所需的各种程序和数据。CPU 701、ROM702以及RAM 703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O，Input/Output)接口705也连接至总线704。

以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、触控屏、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT，Cathode Ray Tube)、触控屏、液晶显示器(LCD，Liquid CrystalDisplay)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN(局域网，Local Area Network)卡、调制解调器、蓝牙等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)701执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请所述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括生成与发送单元和确定单元。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，生成与发送单元还可以被描述为“生成与发送定位指令的单元”。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该装置中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该装置执行时，使得该装置：响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令；基于接收到的各个电信号，确定终端的定位信息。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (12)

1.一种用于终端的室内定位方法，其特征在于，所述室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，所述超声波发射器用于发射超声波信号，所述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，所述方法包括：

响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令，其中，所述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到所述定位指令，生成并发射超声波信号，所述超声波转换装置接收各所述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向所述终端发送转换得到的各个电信号；

基于接收到的所述各个电信号，确定所述终端的定位信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于接收到的所述各个电信号，确定所述终端的定位信息，包括：

对于所接收的所述各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息；将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定为目标超声波发射器；将该电信号确定为与所述目标超声波发射器对应的电信号；

基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定所述终端的定位信息。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定所述终端的定位信息，包括：

在各所述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各所述超声波发射器中不同于所述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；

对于各所述超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性；

将各所述超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置；

以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定所述终端的定位信息。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定所述终端的定位信息，包括：

在各所述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各所述超声波发射器中不同于所述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；

基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与所述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差；

根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定所述终端与每个非参考超声波发射器的距离和所述终端与所述参考超声波发射器的距离之间的距离差；

对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和所述参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的所述终端与该非参考超声波发射器的距离和所述终端与所述参考超声波发射器的距离之间的距离差；

由针对各所述非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解所述双曲线方程组得到所述终端的定位信息。

5.根据权利要求1-4中任一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取并呈现所述室内的室内地图；

将所述终端的定位信息转换成所述室内地图中的地图坐标；

在所呈现的所述室内地图中呈现所述地图坐标。

6.一种用于终端的室内定位装置，其特征在于，所述室内设置有已知位置信息的至少三个超声波发射器和超声波转换装置，所述超声波发射器用于发射超声波信号，所述超声波转换装置用于接收超声波信号并转换成电信号以及发送电信号，所述装置包括：

生成与发送单元，配置用于响应于接收到用户的用于指示发起定位的操作，生成并发送定位指令，其中，所述室内设置的超声波发射器中的每个超声波发射器响应于接收到所述定位指令，生成并发射超声波信号，所述超声波转换装置接收各所述超声波发射器发射的超声波信号并转换为电信号，以及以无线方式向所述终端发送转换得到的各个电信号；

确定单元，配置用于基于接收到的所述各个电信号，确定所述终端的定位信息。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述确定单元包括：

执行模块，配置用于对于所接收的所述各个电信号中的每个电信号，执行以下操作：解调该电信号，得到与该电信号对应的超声波发射器信息；将所得到的超声波发射器信息所指示的超声波发射器确定为目标超声波发射器；将该电信号确定为与所述目标超声波发射器对应的电信号；

确定模块，配置用于基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，利用到达时间差定位算法，确定所述终端的定位信息。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第一选取子模块，配置用于在各所述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各所述超声波发射器中不同于所述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；

计算子模块，配置用于对于各所述超声波发射器中的每个超声波发射器，计算所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号与针对该超声波发射器预先存储的匹配电信号的相关性；

初始位置确定子模块，配置用于将各所述超声波发射器中计算所得的相关性最大的超声波发射器的已知位置确定为初始位置；

定位信息确定子模块，以所确定的初始位置作为估计位置的迭代初始值，采用高斯牛顿算法，确定所述终端的定位信息。

9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块包括：

第二选取子模块，配置用于在各所述超声波发射器中选取超声波发射器作为参考超声波发射器，将各所述超声波发射器中不同于所述参考超声波发射器的超声波发射器确定为非参考超声波发射器；

时间差确定子模块，配置用于基于所确定的与各所述超声波发射器对应的电信号，采用广义互相关算法，确定接收到与每个非参考超声波发射器对应的电信号的时间与接收到与所述参考超声波发射器对应的电信号的时间的时间差；

距离差确定子模块，配置用于根据所确定的各个时间差以及电磁波的传播速度，确定所述终端与每个非参考超声波发射器的距离和所述终端与所述参考超声波发射器的距离之间的距离差；

设定子模块，配置用于对每个非参考超声波发射器，针对该非参考超声波发射器设定双曲线方程，其中，所设定的双曲线方程中的两个焦点位置分别为该非参考超声波发射器的已知位置和所述参考超声波发射器的已知位置，所设定的双曲线方程中的半径为所确定的所述终端与该非参考超声波发射器的距离和所述终端与所述参考超声波发射器的距离之间的距离差；

求解子模块，配置用于由针对各所述非参考超声波发射器设定的双曲线方程形成双曲线方程组，并求解所述双曲线方程组得到所述终端的定位信息。

10.根据权利要求6-9中任一所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

获取单元，配置用于获取并呈现所述室内的室内地图；

转换单元，配置用于将所述终端的定位信息转换成所述室内地图中的地图坐标；

呈现单元，配置用于在所呈现的所述室内地图中呈现所述地图坐标。

11.一种终端，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-5中任一所述的方法。

12.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法。