CN108882360A - AoD定位方法及装置、计算机可读存储介质、终端 - Google Patents

Abstract

一种AoD定位方法及装置、计算机可读存储介质、终端，所述方法包括以下步骤：接收多个发送端的AoD信号；根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。本发明方案可以过滤掉干扰严重的发送端，仅基于有效发送端进行AoD定位以提高定位准确性，并且降低接收端在进行AoD定位过程中的计算量。

Description

AoD定位方法及装置、计算机可读存储介质、终端

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其是涉及一种AoD定位方法及装置、计算机可读存储介质、终端。

背景技术

在实现定位的蓝牙无线技术中，发送角度(Angle of Departure，AoD)定位技术越来越受到重视。该技术可应用在室内环境中进行高精度的室内定位，定位精度达到1m以内。

具体地，所述AoD定位方法为接收多个天线整列发送端(Transmitter) 向接收端(Receiver)发送的信号，基于不同发送端与所述接收端的相差计算每个发送端的发送角度，进而根据三角测量法，计算接收端与一个或多个发送端的相对坐标，从而实现对该接收端的定位。

但是，在室内环境中，由于建筑物的反射会导致产生多径问题，并且发送端与接收端距离也处于变化中，当距离较远或多径问题较为严重时，通过 AoD信号计算得到的发送角度的准确性下降，进而导致定位误差。并且，基于收到的所有AoD信号进行计算，也增加了接收端的计算量及功耗。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种AoD定位方法及装置、计算机可读存储介质、终端，可以过滤掉干扰严重的发送端，仅基于有效发送端进行AoD 定位以提高定位准确性，并且降低接收端在进行AoD定位过程中的计算量。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种AoD定位方法，包括以下步骤：接收多个发送端的AoD信号；根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

可选的，所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端包括：基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；如果所述AoD信号的RSSI值处于预设RSSI阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

可选的，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

可选的，所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端包括：基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；如果所述AoD信号的路损值处于预设路损阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

可选的，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种AoD定位装置，包括：接收模块，适于接收多个发送端的AoD信号；判断模块，适于根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；定位模块，适于根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

可选的，所述判断模块包括：RSSI值计算子模块，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；第一判断子模块，适于当所述 AoD信号的RSSI值处于预设RSSI阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

可选的，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

可选的，所述判断模块包括：路损值计算子模块，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；第二判断子模块，适于当所述AoD 信号的路损值处于预设路损阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

可选的，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述AoD定位方法的步骤。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述AoD定位方法的步骤。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

在本发明实施例中，接收多个发送端的AoD信号；根据每个发送端的 AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。采用上述方案，接收端可以根据接收到的多个发送端的AoD信号，根据传播链路质量判断过滤掉干扰严重的发送端，仅基于有效发送端进行AoD定位以提高定位准确性，并且基于减少后的发送端的AoD信号进行AoD的定位计算，降低计算量的同时减少功耗。

进一步，可以基于AoD信号计算RSSI值或者路损值，进而将计算结果与预设阈值进行比较，判断发送所述AoD信号的发送端是否为有效发送端。在本发明实施例中，可以采用多种方法判断发送端的有效性，方便用户根据实际情况进行选用。

进一步，所述预设RSSI阈值范围或者预设路损阈值范围携带于所述AoD 数据帧中。在本发明实施例中，还可以无需增加额外的字段或者延长现有的 AoD数据帧长度，即可实现预设RSSI阈值范围或预设路损阈值范围的信息传送，节约数据传输资源。

附图说明

图1是现有技术中一种AoD定位方法的应用场景的示意图；

图2是本发明实施例中一种AoD定位方法的流程图；

图3是图2中步骤S22的一种具体实现的流程图；

图4是图2中步骤S22的另一种具体实现的流程图；

图5是本发明实施例中一种低功耗蓝牙的AoD数据帧的帧格式示意图；

图6是本发明实施例中一种扩展广播包的扩展包头的格式示意图；

图7是本发明实施例中一种AoD定位装置的结构示意图；

图8是图7中判断模块72的一种具体实现的结构示意图；

图9是图7中判断模块72的另一种具体实现的结构示意图。

具体实施方式

在实现位置定位的蓝牙无线技术中，发送角度(Angle of Departure，AoD) 定位技术越来越受到重视，该技术可应用在室内环境中，进行高精度的室内定位，定位精度达到1m以内。

参照图1，图1是现有技术中一种AoD定位方法的应用场景的示意图。发送端11经由天线阵列12，发送至接收天线13，进而被接收端14接收并分析。具体地，基于不同的发送端发送至同一接收端的信号具有不同AoD，或者基于同一发送端的天线阵列中不同天线发送至同一接收端的信号具有不同 AoD，所以根据三角测量法，可以计算接收端与一个或多个发送端的相对坐标，从而实现对该接收端的定位。

本发明的发明人经过研究发现，在室内环境中，由于建筑物的反射会导致产生多径问题，并且发送端与接收端距离也处于变化中，当距离较远或多径问题较为严重时，通过AoD信号计算得到的发送角度的准确性下降，进而导致定位误差。并且，基于收到的所有AoD信号进行计算，也增加了接收端的计算量及功耗。

在本发明实施例中，接收多个发送端的AoD信号；根据每个发送端的 AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。采用上述方案，接收端可以根据接收到的多个发送端的AoD信号，根据传播链路质量判断过滤掉干扰严重的发送端，仅基于有效发送端进行AoD定位以提高定位准确性，并且基于减少后的发送端的AoD信号进行AoD的定位计算，降低计算量的同时减少功耗。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

参照图2，图2是本发明实施例中一种AoD定位方法的流程图。所述AoD 定位方法可以包括步骤S21至步骤S22：

步骤S21：接收多个发送端的AoD信号；

步骤S22：根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；

步骤S23：根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

在步骤S21的具体实施中，从多个发送端接收AoD信号，所述多个发送端可以为多个不同的发送端，还可以为同一发送端具有的天线阵列中多个不同天线。

在步骤S22的具体实施中，不同的发送端向同一接收端发送AoD信号，形成多条传播链路，由于建筑物的反射和路径损耗，每条传播链路的质量互不不同。具体地，发送端与接收端之间的距离越远，路径损耗越严重，传播链路的质量越差；发送端与接收端之间的信号反射次数越多，多径问题越严重，传播链路的质量越差。

具体地，接收端又称为蓝牙终端，可以分为蓝牙主设备(Host)和蓝牙控制器(Controller)。其中，蓝牙控制器适于对AoD信号进行同相正交 (In-phase/Quadrature，I/Q)采样以获得I/Q信号值，并且反馈给蓝牙主设备；蓝牙主设备被蓝牙控制器唤醒，并且基于I/Q信号值计算AoD，以及实现定位。

在现有技术中，蓝牙主设备需要基于所有能够接收到的I/Q信号值计算 AoD，因此被唤醒的次数较多，导致整个系统的功耗较高。

参照图3，图3是图2中步骤S22的一种具体实现的流程图。所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端可以包括步骤S31至步骤S32：

步骤S31：基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；

步骤S32：如果所述AoD信号的RSSI值处于预设RSSI阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

在步骤S31的具体实施中，接收信号强度(Received Signal StrengthIndicator，RSSI)可以经由下述公式计算：

RSSI＝(I²+Q²)；

其中，I为接收到的AoD信号中I路信号的信号幅度；

Q为接收到的AoD信号中Q路信号的信号幅度。

一般而言，RSSI的单位为dBm，需要进行对数变换，即10log10(I²+Q²)。由于接收端的无线信号强度通常很小，所以RSSI经对数变换后得到的结果通常为负值。

在步骤S32的具体实施中，将计算得到的RSSI值与预设RSSI阈值范围进行比较，如果所述RSSI值处于预设RSSI阈值范围内，则判断发送所述AoD 信号的发送端为有效发送端。

具体地，预设RSSI阈值范围不应当设置地过宽，过宽则导致筛除的发送端过少，达不到筛选的效果；预设RSSI阈值范围不应当设置地过窄，过窄则导致筛除过多的发送端，影响定位结果的准确性。作为一个非限制性的例子，所述预设RSSI阈值范围可以设置为-100dBm至-30dBm。

需要指出的是，根据不同的发送端布设位置，可以根据实际情况设置为不同的预设RSSI阈值范围，在本发明实施例中，对具体的预设RSSI阈值范围的上下限值不作限制。

参照图4，图4是图2中步骤S22的另一种具体实现的流程图。所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端可以包括步骤S41至步骤S42：

步骤S41：基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；

步骤S42：如果所述AoD信号的路损值处于预设路损阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

在步骤S41的具体实施中，路损值(Path Loss)可以经由下述公式计算：

Path Loss＝TX RSSI-RX RSSI–Antenna Gain；

其中，TX RSSI表示发送端发出AoD信号的RSSI值；

RX RSSI表示接收端接收的AoD信号的RSSI值；

Antenna Gain表示天线增益，可以根据接收机的出厂参数值获得。

具体地，所述TX RSSI通常携带于发送端发出的AoD数据帧中，接收端可以通过解析所述AoD数据帧获得。

所述RX RSSI的获得方法请参照前文及图3示出的计算AoD信号的RSSI 值的相关描述，此处不再赘述。

继续参照图2，在步骤S23的具体实施中，仅根据有效发送端的AoD信号，采用三角测量法等算法，实现对该接收端的定位。

在本发明实施例中，接收端可以根据接收到的多个发送端的AoD信号，根据传播链路质量判断过滤掉干扰严重的发送端，仅基于有效发送端进行 AoD定位以提高定位准确性，并且基于减少后的发送端的AoD信号进行AoD 的定位计算，降低计算量的同时减少功耗。

进一步地，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围或者预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

具体地，请参照图5，图5是本发明实施例中一种低功耗蓝牙的AoD数据帧的帧格式示意图。如图5所示，所述AoD数据帧包括前导码(Preamble)、接入地址(Access Address)、报头(Protocol Data Unit Header，PDU Header)、载荷(Protocol Data Unit Payload，PDU Payload)、信息完整性检测(MIC)、循环冗余校验(CRC)以及附加位字段(Supplemental)。所述预设RSSI阈值范围或预设路损阈值范围携带于AoD数据帧的载荷字段中，发送给接收端。

其中，在所述附加位字段中附加有发送端发出AoD信号的I/Q数据，在本发明实施例中，根据其可以计算得到发送端发出AoD信号的RSSI值，也即TX RSSI，适于计算AoD信号的路损值。进一步地，还可以根据所述附加位字段中的I/Q数据进行AoD定位，避免多径效应引发接收角度与发送角度产生变化，导致定位准确率下降。

有关预设RSSI阈值范围或预设路损阈值范围在所述载荷字段中的具体位置，请参照图6示出的本发明实施例中一种扩展广播包的扩展包头的格式示意图，所述扩展广播包位于所述AoD数据帧的载荷字段中。

如图6所示，扩展包头可以包括扩展包头标记(Extended Header Flags)、广播帧发送端蓝牙地址(AdvA)、目标端蓝牙地址(TargetA)、附加位信息 (SuppInfo)、广播帧数据信息(AdvDataInfo)、扩展子帧(AuxPtr)、同步信息(SyncInfo)、发送端发射功率(TxPower)以及附加控制广播帧数据 (AddCtrlrAdvData)。

其中，所述附加控制广播帧数据字段的原始内容为空，适于用户根据实际需求附加内容。在本发明实施例中，所述预设RSSI阈值范围或预设路损阈值范围携带于所述附加控制广播帧数据字段中，无需增加额外的字段或者延长现有的AoD数据帧长度，即可实现预设RSSI阈值范围或预设路损阈值范围的信息传送，节约数据传输资源。

参照图7，图7是本发明实施例中一种AoD定位装置的结构示意图。所述AoD定位装置可以包括接收模块71、判断模块72以及定位模块73。

其中，所述接收模块71，适于接收多个发送端的AoD信号；

所述判断模块72，适于根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；

所述定位模块73，适于根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

进一步地，所述判断模块72的一种具体实现的结构示意图可以参照图8，所述判断模块72可以包括RSSI值计算子模块81以及第一判断子模块82。

其中，所述RSSI值计算子模块81，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；

所述第一判断子模块82，适于当所述AoD信号的RSSI值处于预设RSSI 阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

更进一步地，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

进一步地，所述判断模块72的另一种具体实现的结构示意图可以参照图 9，所述判断模块72可以包括路损值计算子模块91以及第二判断子模块92。

其中，所述路损值计算子模块91，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；

所述第二判断子模块92，适于当所述AoD信号的路损值处于预设路损阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

更进一步地，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

关于该AoD定位装置的更多详细内容请参照前文及图1至图6示出的关于AoD定位方法的相关描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述AoD定位方法的步骤。所述计算机可读存储介质可以是光盘、机械硬盘、固态硬盘等。

本发明实施例还提供了一种终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述AoD定位方法的步骤。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (12)

1.一种AoD定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

接收多个发送端的AoD信号；

根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；

根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

2.根据权利要求1所述的AoD定位方法，其特征在于，所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端包括：

基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；

如果所述AoD信号的RSSI值处于预设RSSI阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

3.根据权利要求2所述的AoD定位方法，其特征在于，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

4.根据权利要求1所述的AoD定位方法，其特征在于，所述根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端包括：

基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；

如果所述AoD信号的路损值处于预设路损阈值范围内，则判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

5.根据权利要求4所述的AoD定位方法，其特征在于，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

6.一种AoD定位装置，其特征在于，包括：

接收模块，适于接收多个发送端的AoD信号；

判断模块，适于根据每个发送端的AoD信号的传播链路质量，判断所述发送端是否为有效发送端；

定位模块，适于根据所述有效发送端的AoD信号进行AoD定位。

7.根据权利要求6所述的AoD定位装置，其特征在于，所述判断模块包括：RSSI值计算子模块，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的RSSI值；

第一判断子模块，适于当所述AoD信号的RSSI值处于预设RSSI阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

8.根据权利要求7所述的AoD定位装置，其特征在于，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设RSSI阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

9.根据权利要求6所述的AoD定位装置，其特征在于，所述判断模块包括：

路损值计算子模块，适于基于每个发送端的AoD信号计算所述AoD信号的路损值；

第二判断子模块，适于当所述AoD信号的路损值处于预设路损阈值范围内时，判断发送所述AoD信号的发送端为有效发送端。

10.根据权利要求9所述的AoD定位装置，其特征在于，所述AoD信号通过AoD数据帧传输，所述预设路损阈值范围携带于所述AoD数据帧中。

11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其特征在于，所述计算机指令运行时执行权利要求1至5任一项所述AoD定位方法的步骤。

12.一种终端，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有能够在所述处理器上运行的计算机指令，其特征在于，所述处理器运行所述计算机指令时执行权利要求1至5任一项所述AoD定位方法的步骤。