CN109870715A - 一种基于智能设备的室内定位系统及导航方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于智能设备的室内场所或地下车库场所快速查找充电桩位置的定位系统及导航方法。该系统包含复数个蓝牙信标，用以周期性发送信号，智能设备包含，蓝牙模块，用以匹配的接收蓝牙信标的信号，导航模块其配置有高精度地图，导航模块基于蓝牙模块接收复数个蓝牙信标的信号估算当前位置，并基于估算的当前位置推荐导航路径。通过该系统及导航方法在室内场所或地下车库场所等GPS信号弱的场所借助蓝牙信标的位置，实现精确定位，再通过判断车辆的方向，进而推荐车辆的行驶路径，将车辆准确导航至室内安装有充电桩的精准充电区域。

Description

一种基于智能设备的室内定位系统及导航方法

技术领域

本发明涉及一种导航方法，具体的涉及一种基于智能设备的室内充电桩精确位置的定位及导航方法。

背景技术

随着新能源电动汽车的发展，电动汽车的充电网络也在迅速发展，目前汽车加油都是在露天的室外加油站，且加油速度以几分钟计算，所以汽车加油一般是在途中加油，加好油再驶向目的地。电动汽车充电往往需要几十分钟甚至更长的时间。电动汽车充电的这种属性决定它不可能像传统汽车加油所使用的场景，电动汽车充电更多的会在目的地充电，在达到目的地之后才会进行充电动作。而在大中城市的目的地有很大可能会存在大型地下车库这样的停车场所，如何在大型地下车库中快速找到充电设施，这是一个很大的考验，因为在室内GPS信号很弱，无法实现室内精确定位的需求。在室内充电桩逐渐代替加油站的今天，单纯的GPS导航已经无法完全满足电动汽车车主找桩的需求。为此需要一种新的定位方式为电动汽车充电难解决一个非常实际的找桩难的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种室内充电桩精确位置定位系统及导航方法，实现室内或地下车库快速找到充电桩的目的。该方法通过GPS和蓝牙信标室内的导航相结合，可以使电动汽车车主轻易找到充电桩位置。

为实现上述目的本发明采用如下技术方案：

一种基于智能设备的室内定位系统，其包括：复数个蓝牙信标，用以周期性发送信号，

该智能设备包含，蓝牙模块，用以匹配的接收蓝牙信标的信号，

导航模块其配置有高精度地图，该导航模块基于蓝牙模块接收复数个蓝牙信标的信号估算当前位置，基于估算的当前位置推荐导航路径。

优选的，该导航模块包含有电动车驶入的室内场所或地下车库场所精确室内地图信息，导航模块基于估算的当前位置及通过检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向推荐导航路径。

优选的，该蓝牙信标作为蓝牙从机，每隔一定的时间广播一个数据包到周围。此数据包包含此信标唯一的ID以及其属性信息。一般至少需要铺设3个蓝牙信标才可实现准确定位。

优选的，该蓝牙信标作为蓝牙从机，配置于电动车驶入的室内场所或地下车库场所的入口处及路口处。这样当智能设备进入蓝牙信标的信号范围内，搭载蓝牙模块的智能设备在执行扫描动作时，会间隔地接收到蓝牙信标广播出来的数据包。

当作为蓝牙模块的智能设备接收到广播包时，会读取此广播包来自于哪一个蓝牙信标从机，以及当前的接收发送信号强度指示值RSSI(Received Signal StrengthIndicator)。

优选的，该作为蓝牙模块的智能设备通过接收到3个蓝牙信标的RSSI值，而此三个蓝牙信标的具体位置(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)，以及通过蓝牙信标的RSSI值可以判断出智能设备与各个蓝牙信标的距离d1,d2,d3。

优选的，该智能设备的导航模块通过GPRS与服务器实时通信来获取地图信息，在估算出汽车的位置及判断出其方向的基础上对其导航。

优选的，该导航模块通过之前客户的定位信息提前通过GPRS与服务器通信，下载对应目的地的室内地图。这样可以防止目的地室内GPRS信号较弱而无法准确实现室内导航的问题。

优选的，该蓝牙信标的数量为3个以上，其密集的配置于安装有充电桩的场合。这样可以精确导航至具有精确编号的充电桩。

优选的，该所述导航模块还包含运行方向侦测模块其电性连接所述导航模块及所述蓝牙模块，其接收所述蓝牙模块反馈的信息并基于检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向。

优选的，本发明实施例还提供一种基于智能设备的导航方法，其包含，S1,获取蓝牙信标信号，S2,估算当前位置信息，即导航模块基于接收的信号估算出智能设备当前的位置信息，S3，推荐导航路径，即基于导航模块搭载的地图信息及估算的当前位置信息推荐往该区域内的充电站(充电桩)的行驶路径。通过该方法在室内场合或地下车库场合GPS信号很弱的场合也能便捷的找到充电站(充电桩)，进而对电动(汽)车进行充电。在这一实施方式中，结合车辆的行驶方向推荐导航路径。

优选的，该方法的所述S1中包含，所述蓝牙信标每隔预设的时间广播一个数据包，所述数据包包含此信标唯一的ID以及其属性信息。

优选的，该方法的S2中包含，蓝牙模块接收到3个蓝牙信标的RSSI值，并依据接收的三个蓝牙信标的位置信息及对应的RSSI值估算出智能设备分别与各个蓝牙信标的距离进而估算出当前位置。

优选的，该方法的S3中包含，再通过检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向。

相对于现有技术中的方案，本发明的优点：

待充电的电动车在驶入室内场所或地下车库时通过GPS和蓝牙信标室内的导航相结合能快速找到充电桩，使得电动汽车充电变得更加便捷。通过此种室内定位系统，可将位置的准确性控制在1米左右。从而实现在密闭空间场所内快速找到汽车充电桩并进行充电的目的。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明实施例的智能设备估算当前位置的示意图；

图2为本发明实施例的智能设备与蓝牙信标连接的示意图

图3为本发明实施例的导航的流程示意图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

结合图1与图2来描述基于智能设备的室内定位系统，如图1所示，搭载蓝牙模块的智能设备通过接收到3个蓝牙信标(信标A,信标B,信标C)的RSSI值(Received SignalStrength Indicator)，而此三个蓝牙信标的具体位置(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)，以及通过蓝牙信标的RSSI值可以判断出智能设备与各个蓝牙信标的距离d1,d2,d3。具体的通过(x1,y1),(x2,y2),(x3,y3)，及d1,d2,d3，APP使用其内置的算法，估算出智能设备(如智能手机)所在的当前(准确)位置(x0,y0)，而此当前(准确)位置可以对应到导航模块中当前的地图数据库中的唯一位置，从而准确定位智能设备及对应的电动汽车所在的位置。如图2所示,智能设备100，包含蓝牙模块，导航模块，该蓝牙模块接收蓝牙信标的信号并反馈至导航模块。本实施方式中，为提高定位的精确性，可将蓝牙信标的广播周期设置较小。蓝牙信标周期性的发送信息，经过的智能设备在无需密码的情况下即可接收到信息，此信息对于任何智能设备都是完全透明公开，这样无需其他操作即可获取此信息并进一步为室内导航提供服务。蓝牙信标是一种基于蓝牙4.0协议的物理设备，属于Low Energy Smart设备，仅支持BLE低功耗协议，由于功耗极低，所以其在使用一个纽扣电池供电的情况下也持续使用1年以上的时间。蓝牙信标室内定位的精确度可达1米左右，这种精度足以满足室内找到充电桩的定位需要。室内充电桩和室内导航蓝牙信标两种设备的结合，可以为电动汽车用户快速找到充电车位，避免室内错综复杂的路线耽误车主的时间。同时这种应用使得电动汽车充电变得更加便捷，可以促进电动汽车这种新能源设备的尽快普及。

在其它的实施方式中，如果为了使蓝牙信标有较长的使用时间，则将蓝牙信标的广播周期适当调大。

如图3所示为本发明实施例的导航的流程示意图，该导航包含，S1,获取蓝牙信标信号即智能设备基于其搭载的蓝牙模块接收蓝牙信标发送的信号并将其传送至导航模块，S2,估算当前位置信息即导航模块基于接收的信号估算出智能设备当前的位置信息，S3，推荐导航路径，即基于导航模块搭载的地图信息及估算的当前位置信息推荐往该区域内的充电站(充电桩)的行驶路径。这样，在室内场合或地下车库场合能便捷的找到充电站(充电桩)，进而对电动(汽)车进行充电。

在一实施方式中，在接近一个路口的各个位置都安装有对应蓝牙信标，可通过检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向。较佳的，蓝牙模块接收的信息反馈至其电性连接的导航模块中的运行方向侦测模块，该运行方向侦测模块基于检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向。

在一实施方式中，已安装导航模块的智能设备记录目的地停车位的精确位置。这样在车主离开汽车一段时间返回车辆时，可通过返回途中的蓝牙信标的导航，实现反向找车的功能。此时车辆所在的室内层级可通过蓝牙信标的固有属性与地图对应来判断，在同一层中通过蓝牙信标计算的位置进而导航至精确的停车位。

在一实施方式中，蓝牙信标安装位置的高度控制在3m以内的固定位置，这样可以保证蓝牙信标的定位精度，且信标与信标之间宜以三角均匀部署，每个定位点宜使用3个或以上的信标，且每个之间间距4-8m，随着蓝牙技术的进步，此距离可能会变得更长。间距越近，定位越精确。

在一实施方式中，蓝牙信标配置于电动车驶入的室内场所或地下车库场所的入口处及路口处。较佳的，蓝牙信标配置于室内场所或地下车库场所的入口处或路口前的一段距离(如，5m,10m,20,具体视应用的场合而定)，这样为提供足够的蓝牙通信时间及驾驶人员的反应时间，避免由于电动汽车的速度较快，还未估算出当前的位置车辆已经驶入室内或地下车库。这样从智能设备唤醒蓝牙模块，到蓝牙信标周期性的发送数据，再到导航模块定位精确位置，计算导航距离，驾驶人员的反应时间足够以判断在前方的路口处的接下来的行驶路径。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于智能设备的室内定位系统，其特征在于，包括：复数个蓝牙信标，用以周期性发送信号，

所述智能设备包含，蓝牙模块，用以匹配的接收蓝牙信标的信号，

导航模块其配置有高精度地图，所述导航模块基于蓝牙模块接收复数个蓝牙信标的信号估算当前位置，基于估算的当前位置推荐导航路径。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述导航模块包含有电动车驶入的室内场所或地下车库场所精确室内地图信息，其基于估算的当前位置及通过检测到的信标ID判断出当前车辆的运行方向推荐导航路径。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓝牙信标为蓝牙从机，每隔预设的时间广播一个数据包，所述数据包包含此信标唯一的ID以及其属性信息。

4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述蓝牙信标的数量至少3个。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述蓝牙信标为蓝牙从机，配置于室内场所或地下车库场所的入口处/路口处或所述入口处/路口处前预设的距离。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述蓝牙模块接收到广播的数据包时，会读取此广播的数据包的来源以及当前的接收发送信号强度指示值RSSI。

7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述蓝牙模块接收到3个蓝牙信标的RSSI值，并依据接收的三个蓝牙信标的位置信息及对应的RSSI值估算出智能设备分别与各个蓝牙信标的距离。

8.一种基于智能设备的室内导航方法，其特征在于，所述方法包含，

S1,获取蓝牙信标的信号，

S2,估算当前位置信息，即导航模块基于接收的信号估算出当前的位置信息，

S3，推荐导航路径，即基于导航模块搭载的地图信息及估算的当前位置信息推荐往该区域内的充电站的行驶路径。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述S1中包含，所述蓝牙信标每隔预设的时间广播一个数据包，所述数据包包含此信标唯一的ID以及其属性信息。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述S2中包含，蓝牙模块接收到3个蓝牙信标的RSSI值，并依据接收的三个蓝牙信标的位置信息及对应的RSSI值估算出智能设备分别与各个蓝牙信标的距离进而估算出当前位置。