CN113534047B

CN113534047B - 设备定位方法和装置

Info

Publication number: CN113534047B
Application number: CN202110793584.2A
Authority: CN
Inventors: 李锁花; 何健; 谢俊; 柳瑞超; 樊宁佳
Original assignee: Samsung Electronics China R&D Center; Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics China R&D Center; Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2021-07-09
Filing date: 2021-07-09
Publication date: 2024-06-21
Anticipated expiration: 2041-07-09
Also published as: CN113534047A

Abstract

本申请公开了一种设备定位方法和装置，其中方法包括：移动设备在预设第一数量个采集点，采集与目标设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行超宽带(UWB)通信，基于所述UWB通信，采用UWB定位方法，确定所述移动设备在所述采集点的坐标；其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置，所述定位测量参数包括接收信号强度指示(RSSI)值或到达角度测距(AOA)到达角度；基于所述定位测量参数和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。采用本申请，可以灵活、便捷地实现设备的准确定位，且实现成本低。

Description

设备定位方法和装置

技术领域

本发明涉及无线定位技术，特别是涉及一种设备定位方法和装置。

背景技术

定位技术，就是指在室内环境下确定终端在某种参考坐标系中的位置。随着移动通信、无线传感器网络技术的发展，定位技术已经成为一个非常活跃的研究领域，定位技术可以用于资产定位、人员追踪。各种基于位置服务的应用场景对室内定位技术都有着极大的需求。

目前有很多无线定位技术，如超宽带(UWB)定位、蓝牙定位、Wifi定位、红外线定位、超声波定位以及Zigbee定位。其中，UWB定位采用了宽带脉冲通讯技术，对信道衰落(如多径、非视距等信道)不敏感、具备极强的抗干扰能力、穿透性较强，具有很高的定位准确度和精度(误差在5cm内，距离在100米内)。但是UWB部署成本高，目前主要用在手机、电视、追踪器上，还没有普及到大部分终端设备。

目前市场上常用的一种定位方法是：网络侧基于接收信号强度指示(RSSI)定位原理，确定目标设备在系统中的位置。

发明人在实现本发明的过程中发现：上述网络侧对目标设备的定位方法存在实现成本高、操作繁琐、应用灵活性差等问题。下面以蓝牙设备的定位方法为例，对上述问题的具体存在原因分析如下：

图1为现有网络侧对标签设备的定位方法示意图。如图1所示，现有方法需要在室内部署若干蓝牙网关，蓝牙网关接收到标签设备(即具有定位标签的设备)的RSSI值传给服务器，定位服务器根据RSSI模型，计算蓝牙网关与标签设备之间的距离{d1，d2，d3，d4}，结合蓝牙网关的位置，通过三边(或多边)测距定位算法计算得到标签设备的位置(x，y，z)。

具体的RSSI模型为：

其中，d为计算所得距离；K_RSSI为接收信号强度(负值)；A为发射端和接收端相隔1米时的信号强度；n为环境衰减因子。

三边(或多边)测距定位算法：求解下述方程组获得(x，y，z)。

(x-x₁)²+(y-y₁)²+(z-z₁)²＝d₁ ²

(x-x₂)²+(y-y₂)²+(z-z₂)²＝d₂ ²

(x-x₃)²+(y-y₃)²+(z-z₃)²＝d₃ ²

(x-x₄)²+(y-y₄)²+(z-z₄)²＝d₄ ²

由此可见，现有的网络侧对无线通信设备的定位方法由于需要依赖于部署定位网络，使得在对目标设备进行定位之前必须先部署相应的定位网络，从而导致存在：实现繁琐、成本高以及应用灵活性差等问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种设备定位方法和装置，可以灵活、便捷地实现设备的准确定位，且实现成本低。

为了达到上述目的，本发明提出的技术方案为：

一种设备定位方法，包括：

移动设备在预设第一数量个采集点，采集与目标设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行UWB通信，基于所述UWB通信，采用UWB定位方法，确定所述移动设备在所述采集点的坐标；其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置，所述定位测量参数包括接收信号强度指示(RSSI)值或到达角度测距(AOA)到达角度；

基于所述定位测量参数和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

较佳地，当所述定位测量参数为RSSI值时，所述第一数量大于等于3，所述确定所述目标设备在所述坐标系统中的坐标包括：

基于所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离；

基于所述距离和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

较佳地，所述方法进一步包括：

移动设备在所述第一数量个采集点，采集与所述固定设备之间的RSSI值；

基于所述UWB通信，采用UWB测距方法，确定所述移动设备在所述采集点与所述固定设备之间的距离；

所述计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离包括：

基于所述移动设备与所述固定设备之间的所述RSSI值和所述距离，拟合当前环境的无线衰减因子n；

基于所述无线衰减因子n和所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离。

较佳地，所述基于所述距离和所述坐标，确定所述目标设备的在所述坐标系的坐标包括：

基于所述移动设备在所述采集点的坐标、所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点；其中，任意两个参考点之间的距离大于预设的相邻距离阈值；所述第二数量大于等于3；

基于所述参考点的坐标和所述移动设备在所述参考点与所述目标设备之间的距离，计算所述目标设备的坐标。

较佳地，所述从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点包括：

步骤a1、根据所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值和用户在采集点的停留时间，按照RSSI值越大可信度越高和/或所述停留时间越长可信度越高的原则，确定所述采集点的可信度；

步骤a2、按照所述可信度的降序，对所述采集点排序，得到采集点队列；

步骤a3、从所述采集点队列中取出一个采集点，作为当前的候选参考点；

步骤a4、判断当前的候选参考点是否与当前已选择的每个参考点之间的距离均大于所述相邻距离阈值，如果是，则将当前的候选参考点作为参考点；

步骤a5、如果当前的参考点数量小于所述第二数量，则返回步骤a2。

较佳地，当所述定位测量参数为AOA到达角度时，所述第一数量大于等于2。

较佳地，在所述采集之前，所述方法进一步包括：

当所述移动设备检测到蓝牙设备查找功能开启时，通知用户从当前搜索到的可连接无线设备列表中，选择待查找的目标蓝牙设备作为所述目标设备；通知所述用户将所述移动设备分别移动到所述第一数量个采集点。

较佳地，在确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标之后，所述方法进一步包括：

基于所述目标设备在所述坐标系中的坐标和当前所述固定设备在地图中的位置，确定所述目标设备在所述地图中的位置并标识。

较佳地，所述方法进一步包括：

当所述移动设备需要对场景中的无线设备进行控制时，与所述固定设备进行UWB通信，以确定所述移动设备当前在所述坐标系中的朝向；

所述移动设备基于场景中无线设备在所述坐标系中的坐标，查找与所述朝向最匹配的无线设备作为当前的目标控制设备，并打开对所述目标控制设备进行控制的用户界面。

本申请还公开了一种设备定位装置，包括：

测量模块，用于在预设第一数量个采集点，采集移动设备与目标设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行UWB通信；所述定位测量参数包括接收信号强度指示RSSI值或到达角度测距AOA到达角度；基于所述UWB通信，采用UWB定位方法，确定所述移动设备在所述采集点的坐标，其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置；

定位模块，用于基于所述定位测量参数和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

本申请还公开了一种设备定位的电子设备，包括处理器和存储器；

所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上所述的设备定位方法。

本申请还公开了一种计算机可读存储介质，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如上所述的设备定位方法。

由上述技术方案可见，本发明提出的设备定定位方法和装置，利用移动设备与固定设备之间的协作，对目标设备进行定位，如此可以实现对目标设备的准确定位，且可以减少实现成本、提高应用的灵活性。

附图说明

图1为现有网络侧对标签设备的定位方法示意图；

图2为本发明实施例的方法流程示意图；

图3为UWB通信示意图；

图4为UWB三边定位方法示意图一；

图5为UWB三边定位方法示意图二；

图6为图1中步骤202的方法流程示意图；

图7为图5中步骤2022的方法流程示意图；

图8为本发明实施例的三边定位方法示意图；

图9为本发明实施例的多边定位方法示意图；

图10为在本发明实施例应用场景一中用户的移动轨迹示意图；

图11为蓝牙设备在2D平面图的定位展示示意图；

图12为本发明实施例应用场景二中蓝牙设备寻找流程示意图；

图13为根据本发明实施例的设备定位装置的结构图；

图14为本发明实施例的利用移动设备定位目标控制设备的方法示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步地详细描述。

图2为本发明实施例的设备定位方法流程示意图，如图2所示，该实施例实现的设备定位主要包括：

步骤201、移动设备在预设第一数量个采集点，采集与目标设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行UWB通信，基于所述UWB通信，采用UWB定位方法，确定所述移动设备在所述采集点的坐标。

为了便于对目标设备进行准确定位，本步骤中，采集点坐标所在坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置，这样，本步骤得到的坐标即各采集点相对于固定设备的位置，进而，后续步骤中基于采集点的坐标计算出的目标设备的坐标也是相对于固定设备的位置，从而便于用户基于定位结果快速、准确地找到目标设备。具体实现时，为了方便计算，可以将固定设备的第一个UWB天线所在位置设置为坐标系原点，但不限于此，也可以基于固定设备的其他UWB天线设置坐标系原点。

本步骤中，移动设备需要在若干采集点采集与目标设备之间的定位测量参数，同时，与固定设备进行UWB通信，以确定各采集点相对于固定设备的位置。这样，在后续步骤中，基于这些采集点的定位测量参数和各采集点的位置，即可计算出定位的目标设备相对于固定设备的位置。

这里，移动设备与固定设备进行UWB通信，即移动设备与固定设备之间进行UWB信号的收发(如图3所示)。具体地，移动设备在每个采集点向固定设备发送UWB信号，固定设备基于接收到的UWB信号向移动设备发送响应信号。基于双方利用UWB天线对UWB信号收发的时间戳，即可按照下述公式，计算出移动设备的UWB天线在每个采集点与固定设备的UWB天线之间的距离。

其中，d为移动设备的UWB天线与固定设备的UWB天线之间的距离；T₁为移动设备的UWB天线向固定设备发送第一信号的时间戳；T₂为固定设备的UWB天线从移动设备接收第一信号的时间戳；T₃为固定设备的UWB天线向移动设备发送响应信号的时间戳；T₄为移动设备的UWB天线接收到响应信号的时间戳；C为光速。

基于每个采集点上获得的移动设备与固定设备之间的UWB天线距离，采用现有的UWB定位方法，即可确定出每个采集点的坐标。

例如，以固定设备的第一UWB天线P₁为原点(0，0，0)建立三维坐标系，采用UWB定位方法，可以获取移动设备的第一个UWB天线坐标，以此作为移动设备的位置。如此，可以获得移动设备在m个采集点的位置。

图4和图5为基本的UWB三边定位方法示意图。UWB天线越多，算法精准度越高。

图4为固定设备有3个UWB天线、移动设备有1个UWB天线时采用的UWB三边定位方法示意图。该情景下，求解下述方程组可以得到移动设备在采集点的坐标(x，y，z)。

其中，d₁、d₂和d₃为移动设备的UWB天线与固定设备三个UWB天线之间的距离。

图5为固定设备有1个UWB天线、移动设备有3个UWB天线时采用的UWB三边定位方法示意图。该情景下，求解下述方程组可以得到移动设备在采集点的坐标(x，y，z)。

其中，d₁、d₂和d₃为移动设备的三个UWB天线与固定设备1个UWB天线之间的距离，(x，y，z)、(x+a，y+b，z)和(x+c，y+d，z)为移动设备的三个UWB天线的坐标。

需要说明的是，现有网络侧的室内定位方案中，需要在部署定网络过程中，由网络部署人员设置各蓝牙网关的位置坐标，然后再基于该位置坐标在实际应用场景中部署相应的蓝牙网关。在实际应用场景中具体部署蓝牙网关时，需要通过人工测距，确定出蓝牙网关在应用场景中的实际位置，以使得蓝牙网关的实际位置与预设位置相匹配。上述基于预设的位置坐标部署蓝牙网关的方法，不可避免的需要人工参与，因此，也不可避免地存在由于人工测量的不准确性而导致的部署误差。这样，就会导致定位时所基于的蓝牙网关坐标的不准确性，进而影响设备定位的准确性。而在本步骤中，由于不需要部署定位网络，且用于进行定位目标设备的采集点坐标是基于实际设备间的UWB定位结果计算得到的，因此，本步骤中通过引入UWB定位方法，可以充分利用UWB定位的优势，快速、准确地确定出各采集点相对于固定设备的位置，从而有利于提高基于采集点位置对目标设备定位的准确性和便捷性，有效避免了现有的部署定位网络所存在的定位不准确、操作复杂等问题。

具体地，所述移动设备为在定位过程中位置非固定的设备，如手机，穿戴设备，跟踪器等，但不限于此。

所述固定设备为在定位过程中位置固定的设备，如电视机、冰箱等，，但不限于此，例如，也可以是手机等用户设备，只要确保该设备在定位过程中位置固定即可。

具体地，所述定位测量参数可以包括RSSI值或AOA到达角度，但不限于此。当移动设备支持BT5.1时，RSSI值和AOA到达角度均可以。

所述第一数量为预设的采集点数量。在实际应用中，采集点数量设置的越多时，定位准确性越高，但是，算法开销也会越大，本领域技术人员可根据上述规律，结合实际应用需要和设备所支持的运算开销，设置上述第一数量。所述第一数量的最小数值与实际采用的定位方法相关联，在一种实施方式中，当所述定位测量参数为RSSI值时，采用RSSI定位方法，根据RSSI定位方法的实现需要，所述第一数量至少为3。在一种实施方式中，当所述定位测量参数为AOA到达角度时，采用AOA定位方法，根据AOA定位方法的实现需要，所述第一数量至少为2。

在实际应用中，可以根据用户的定位需求，触发用户对移动设备进行移动，以实现在第一数量个采集点执行步骤201中的操作。也可以根据预设的定位触发机制(如移动设备开启后即触发等)，在移动设备移动过程中，进行步骤201中定位测量参数的采集和UWB通信。

所述目标设备可以由用户根据需求设置，例如，可以根据用户的设备查找需求设置，也可以根据默认的目标设备设置策略，设置目标设备，但不限于此。具体地，所述目标设备可以是具有蓝牙标签的设备，但不限于此，只要是能够与移动设备进行无线通信的设备即可，例如，还可以是能够通过Wifi、zigbee等其他无线技术与移动设备进行通信的设备。

在一种实施方式中，在所述采集之前，可以进一步采用下述方法设置目标设备，并触发用户对移动设备进行移动：

当所述移动设备检测到设备查找功能开启时，通知用户从当前搜索到的可连接无线设备列表中，选择待查找的设备作为所述目标设备；通知所述用户将所述移动设备分别移动到所述第一数量个采集点。

在上述方法中，当检测到设备查找功能开启时，说明用户现在有设备定位需求，此时，需要启动设备定位方法，以对待查找的目标设备进行定位，从而可以满足用户的设备查找需求。

到当采用RSSI定位方法，确定目标设备的位置时，需要基于RSSI模型，计算所述移动设备在采集点与目标设备之间的距离。在实际应用中，RSSI模型中的环境衰减因子n通常根据经验值设置，而环境衰减因子n受实际环境影响较大，从而导致基于经验值n得到的定位结果会存在较大的误差。针对该误差问题，在一种实施方式中，为了进一步提高采用RSSI模型计算上述距离的准确性，步骤201中，还可以进一步测量采集与所述固定设备之间的RSSI值，以及，采用UWB测距方法，确定移动设备在每个采集点与固定设备之间的距离，以便在步骤202中，基于这些RSSI值和距离拟合实际应用场景中的环境衰减因子n，以提高环境衰减因子n的准确性，进而提高测距的准确性，具体如下：

移动设备在所述第一数量个采集点，采集与所述固定设备之间的RSSI值；基于所述UWB通信，采用UWB测距方法，确定所述移动设备在所述采集点与所述固定设备之间的距离。

步骤202、基于所述定位测量参数和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

采用本步骤，即可得到目标设备的坐标，如上文所述，该坐标所在坐标系是以固定设备设置的坐标原点，因此，本步骤得到的目标设备坐标即目标设备相对于固定设备的位置，基于该位置，用户即可以结合固定设备的位置找到目标设备。

如果所述定位测量参数为AOA到达角度，则在步骤202中将基于AOA定位方法，确定目标设备的坐标。具体可以采用现有的AOA定位方法实现，在此不再赘述。

如果所述定位测量参数为RSSI值，则在步骤202中将基于RSSI模型，采用三边定位或多边定位的方法，确定目标设备的坐标。

在一种实施方式中，如图6所示，基于RSSI模型确定目标设备坐标的方法具体可以采用下述步骤实现：

步骤2021、基于所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离。

在一种实施方式中，如果步骤201中在每个采集点测量了移动设备与固定设备之间的RSSI值距离时，则步骤2021中可以先基于这些测量值，拟合当前环境的无线衰减因子n，然后再基于拟合得到的无线衰减因子n，计算移动设备在各采集点与所述目标设备之间的距离，如上文所述，如此可以使得无线衰减因子n与实际场景相匹配，从而进一步提高本步骤所得到距离的准确性。具体实现方法如下：

步骤20211、基于所述移动设备与所述固定设备之间的所述RSSI值和所述距离，拟合当前环境的无线衰减因子n。

本步骤的具体实现为本领域技术人员所掌握，在此不再赘述。

步骤20212、基于所述无线衰减因子n和所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离。

本步骤，具体基于RSSI模型即可得到移动设备在每个采集点与目标设备之间的距离。

步骤2022、基于所述距离和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

本步骤中，基于移动设备在采集点的坐标以及与所述目标设备之间的距离，即可采用现有定位方法，确定出目标设备在相应坐标系中的坐标。

在一种实施方式中，为了提高定位的准确性，可以在进行定位前，对采集点进行筛选，选择高可信度的采集点作为用于定位的参考点，再基于这些参考点对应的移动设备与目标设备之间的距离，进行设备定位。具体地，如图7所示，可以采用下述步骤确定目标设备坐标：

步骤20221、基于所述移动设备在所述采集点的坐标、所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点。

其中，任意两个参考点之间的距离大于预设的相邻距离阈值。

本步骤中，考虑到由于移动设备的移动具有连续性，相邻采集点同时参与定位计算时，对定位准确性的贡献很小，为此，对于相邻采集点只需要选择一个采集点作为参考点即可，另外，考虑到RSSI值越高则距离目标设备越近，基于RSSI值测距的精度越高，因此，为了提高定位的准确度，将按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则选择参考点。

所述相邻距离阈值表征相邻采集点之间的最大距离，以界定两采集点是否相邻，如果两采集点之间的距离大于该阈值，说明两者不相邻，否则，说明两者相邻。具体可由本领域技术人员根据实际应用场景设置合适取值。

所述第二数量用于限定从采集点中选择参考点的数量，具体可由本领域技术人员根据实际需要，权衡算法复杂度和精确性需要设置合适取值，根据RSSI定位需要，该值大于等于3。

在一种实施方式中，步骤20221中具体可以采用下述步骤a1～a5，按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中，选择预设第二数量个采集点作为参考点。

步骤a1、根据所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值和用户在采集点的停留时间，按照RSSI值越大可信度越高和/或所述停留时间越长可信度越高的原则，确定所述采集点的可信度。

本步骤中，考虑到RSSI测距模型在短距离范围内有较好的相关性，距离越来越大时，RSSI值变化率越来越小，测距精度会下降，所以在计算可信度时，可以以RSSI值作为计算可信度的参数，RSSI值越大，可信度越高。

另外，考虑到当步骤201中采用同期性的方式进行定位测量参数的采集时，移动设备在某一采集点停留的时间越长，在该采集点采集的定位测量参数数量越多，得到的定位测量参数值越准确，可信度越高。因此，这里，也可以以停留时长作为计算可信度的参数。

在实际应用中，不限于基于RSSI值和/或停留时长计算可信度，还可以考虑其他可以表征定位测量参数值可信度的因素，例如，在采集点进行定位测量参数采集的次数等。

在实际应用中，可以利用上述参数与可信度之间的关系，采用加权计算的方式，基于在每个采集点移动设备与目标设备之间的RSSI值、停留时长和/或采集次数，计算每个采集点的可信度。

步骤a2、按照所述可信度的降序，对所述采集点排序，得到采集点队列。

步骤a3、从所述采集点队列中取出一个采集点，作为当前的候选参考点。

步骤a4、判断当前的候选参考点是否与当前已选择的每个参考点之间的距离均大于所述相邻距离阈值，如果是，则将当前的候选参考点作为参考点。

采用步骤a4，可以确保参考点之间互不相邻，从而可以提高基于参考点进行定位的准确性。

在上述方法中，先基于可信度进行排序，找出可信度最高且互不相邻的前N个参考节点，用于定位计算，如此，可以更好地保障了定位的准确性。

步骤20222、基于所述参考点的坐标和所述移动设备在所述参考点与所述目标设备之间的距离，计算所述目标设备的坐标。

具体地，本步骤中将基于步骤20221得到的第二数量个参考点的坐标、以及移动设备在这些参考点与目标设备之间的距离，计算目标设备的坐标。具体可以采用现有方法实现。

例如，当第二数量为3时，采用三边定位方法，计算目标设备的坐标。当第二数量大于3时，采用多边定位方法，通过最小二乘法即可求出目标设备的坐标。

当采用三边定位方法时，如图8所示，由于存在距离误差，以每个采集点为圆心，以采集点与目标设备之间的距离为半径得到的三个圆将难以相交于一点，而是有一个相交区域。根据计算其中交点A的坐标(x_a，y_a，z_c)，再依次人采用相似方法计算出交点B和C的坐标，从而可以获取ABC三角形的质心M的坐标(x，y，z)。

当采用多边定位方法时，通过最小二乘法可以求解出目标设备坐标(x，y，z)的最优解。例如，以图9所示的5个采集点(R₁、R₂、R₃、R₄、R₅)的距离和坐标，可以求解方程组得到目标设备的坐标(x，y，z)的最优解。

利用上述步骤201和202，可以实现对场景中无线设备的准确定位。进一步地，可以基于定位结果，按照预设的导航策略，指示用户查找到目标设备，从而使得用户可以在室内或室外场景中，方便、快捷地找到目标设备。例如，基于目标设备的坐标和移动设备的当前位置，在移动设备的用户界面中提示用户的行进方向，以找到目标设备；或者，在移动设备通过场景地图对目标设备所在位置进行标识和/或导航。

在一种实施方式中，在确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标之后，所述方法进一步包括：

具体地，为了便于用户查找目标设备，上述地图可以是应用场景的专用地图，如室内地图、室内数字模型等。

进一步地，在利用上述方法实施例对场景中的无线设备进行定位的基础上，还可以基于场景中无线设备的定位结果，利用移动设备实现对场景中各无线设备的控制。在一种实施方式中，具体可以采用下述方法上述对设备的控制：

步骤z1、当所述移动设备需要对场景中的无线设备进行控制时，与所述固定设备进行UWB通信，以确定所述移动设备当前在所述坐标系中的朝向。

本步骤中，移动设备需要与固定设备进行UWB通信，以通过UWB定位方法，确定出移动设备当前的朝向，以便在后续步骤中基于该朝向确定出当前控制的目标设备。

基于UWB通信确定移动设备朝向的方法，可以采用现有方法实现。如图14所示，图中坐标原点处为固定设备，M处为移动设备，T1和T2处为两个无线设备。采用UWB定位方法，即可获知M点移动设备的坐标(x，y，z)和朝向(由水平偏航角h和垂直偏航角v共同表征)。

步骤z2、所述移动设备基于场景中无线设备在所述坐标系中的坐标，查找与所述朝向最匹配的无线设备作为当前的目标控制设备，并打开对所述目标控制设备进行控制的用户界面。

本步骤，将与移动设备当前朝向最匹配的无线设备，作为当前的目标控制设备。具体地，可以以移动设备为端点按照其当前朝向绘制一条延长线(如图14中的虚线)，距离该延长线最近的无线设备即为上述与移动设备朝向最匹配的无线设备，如图14中T1位置的无线设备。如此，可以通过将移动设备指向待控制设备，即可自动打开对该设备进行控制的用户界面，从而方便用户通过移动设备对场景中的无线设备进行控制。

通过上述方法实施例可以看出，与现有方案不同的是：上述方法实施例在进行定位时不再需要提前部署定位网络，利用具有无线通信功能(包括UWB)的移动设备和固定设备，即可在移动设备移动过程中，对室内环境内的其他设备进行定位，并且，在移动设备与固定设备组合场景下，结合移动设备与固定设备之间的UWB通信，可以利用UWB定位方法的优势，对各采集点的位置进行准确定位，同时，还可以提高应用的便捷性。因此，相比于现有的需要部署定位网络的定位方案，本申请提出的定位方案更容易灵活、便捷地对目标设备进行准确定位，且实现成本低。尤其是相比于传统的基于GPS的室外定位方法，定位精准度更高，不仅适用于室外定位，还适用于定位精度要求更高的室内定位，因此，本申请的定位方案具有广泛的应用性。

在实际应用中，上述设备定位方法实施例具体可以部署为前台APP，由用户通过启动相应APP，实现设备定位功能的启动，以触发对目标设备的定位；也可以部署为后台服务(Service)的方式，在用户正常使用移动设备的过程中，只要打开UWB和某种无线通信功能，即可以自动感知其他可连接的无线通信设备(如蓝牙设备)的位置，以提供设备位置信息给其他应用。

下面结合两个具体应用场景，对上述方法实施例的具体应用进行详细说明。

场景一：在智能家居的数字模型里，识别蓝牙设备并标识蓝牙在数字模型里的正确位置。

步骤1：如图10所示，用户在家里正常使用手机，用户在该空间随意移动。

步骤2：当检测到手机停留不动时，发送UWB信号给固定设备(电视机)，开始定位手机的位置，并同时搜索家里所有的蓝牙设备，监测它们的蓝牙RSSI。根据本申请实施例的设备定位方法，选取M个采集点的数据逐一计算每个蓝牙设备相对于电视机的位置，具体数据结构如下表1所示。

表1

步骤3：展示数据，结合室内数字模型(2D或者3D的户型图)以及电视机在该数字模型的位置，将各个蓝牙设备标识在数字模型里，该界面可以在手机端呈现，也可以手机将(蓝牙设备，x，y，z)发给电视机呈现，如图11所示。

场景二：当用户在仓库找不到蓝牙设备(或贴有蓝牙信标的设备)时，用UWB手机对其定位，并结合室内地图显示。如图12所示，具体流程如下：

步骤1：用户启动寻找蓝牙设备功能，此时后台打开手机UWB和蓝牙搜索功能，当发现另一个UWB固定设备(如服务器)时开始启动设备查找功能。

步骤2：将搜索到的蓝牙设备列表显示给用户，用户选择设备1作为当前查找的目标设备。

步骤3：提醒用户移动手机到3个地方，可以手摆动手机，也可以走路移动。在3个地方采集设备1的RSSI值；并根据UWB测距，获得移动设备相对于固定设备的位置。

步骤4：通过蓝牙定位算法，计算设备1相对于固定设备的位置，并结合室内地图以及固定设备在地图上的位置，将设备1在地图上标识出来，并可以结合导航引导用户寻找。

基于上述设备定位方法实施例，本申请实施例还公开了一种设备定位装置，如图13所示，该装置包括：

测量模块1201，用于在预设第一数量个采集点，采集移动设备与目标设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行UWB通信；所述定位测量参数包括接收信号强度指示RSSI值或到达角度测距AOA到达角度；基于所述UWB通信，采用UWB定位方法，确定所述移动设备在所述采集点的坐标，其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置；

定位模块1202，用于基于所述定位测量参数和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

在一种实施方式中，当所述定位测量参数为RSSI值时，所述第一数量大于等于3，所述定位模块1202，具体用于确定所述目标设备在所述坐标系统中的坐标，包括：基于所述移动设备与所述目标设备之间的RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离；基于所述距离和所述坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标。

在一种实施方式中，所述测量模块1201，进一步用于：在所述第一数量个采集点，采集所述移动设备与所述固定设备之间的RSSI值；基于所述UWB通信，采用UWB测距方法，确定所述移动设备在所述采集点与所述固定设备之间的距离。

相应的，所述定位模块1202，具体用于计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离，包括：基于所述移动设备与所述固定设备之间的所述RSSI值和所述距离，拟合当前环境的无线衰减因子n；基于所述无线衰减因子n和所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离。

在一种实施方式中，所述定位模块1202，具体用于基于所述距离和所述坐标，确定所述目标设备的在所述坐标系的坐标，包括：基于所述移动设备在所述采集点的坐标、所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点；其中，任意两个参考点之间的距离大于预设的相邻距离阈值；所述第二数量大于等于3；基于所述参考点的坐标和所述移动设备在所述参考点与所述目标设备之间的距离，计算所述目标设备的坐标。

在一种实施方式中，所述定位模块1202，具体用于从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点，包括：

步骤a2、按照所述可信度的降序，对所述采集点排序，得到采集点队列；步骤a3、从所述采集点队列中取出一个采集点，作为当前的候选参考点；

在一种实施方式中，当所述定位测量参数为AOA到达角度时，所述第一数量大于等于2。

在一种实施方式中，所述测量模块1201，进一步用于在所述采集之前，当所述移动设备检测到蓝牙设备查找功能开启时，通知用户从当前搜索到的可连接无线设备列表中，选择待查找的目标蓝牙设备作为所述目标设备；通知所述用户将所述移动设备分别移动到所述第一数量个采集点。

在一种实施方式中，所述定位模块1202，进一步用于在确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标之后，基于所述目标设备在所述坐标系中的坐标和当前所述固定设备在地图中的位置，确定所述目标设备在所述地图中的位置并标识。

根据上述设备定位方法实施例，本申请实施例实现了一种设备定位的设备，包括处理器和存储器；所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如上所述的设备定位方法。具体地，可以提供配有存储介质的系统或者装置，在该存储介质上存储着实现上述实施例中任一实施方式的功能的软件程序代码，且使该系统或者装置的计算机(或CPU或MPU)读出并执行存储在存储介质中的程序代码。此外，还可以通过基于程序代码的指令使计算机上操作的操作系统等来完成部分或者全部的实际操作。还可以将从存储介质读出的程序代码写到插入计算机内的扩展板中所设置的存储器中或者写到与计算机相连接的扩展单元中设置的存储器中，随后基于程序代码的指令使安装在扩展板或者扩展单元上的CPU等来执行部分和全部实际操作，从而实现上述设备定位实施方式中任一实施方式的功能。

其中，存储器具体可以实施为电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、快闪存储器(Flash memory)、可编程程序只读存储器(PROM)等多种存储介质。处理器可以实施为包括一或多个中央处理器或一或多个现场可编程门阵列，其中现场可编程门阵列集成一或多个中央处理器核。具体地，中央处理器或中央处理器核可以实施为CPU或MCU。

本申请实施例实现了一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，其特征在于，该计算机程序/指令被处理器执行时实现如上所述的设备定位方法的步骤。

需要说明的是，上述各流程和各结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。各模块的划分仅仅是为了便于描述采用的功能上的划分，实际实现时，一个模块可以分由多个模块实现，多个模块的功能也可以由同一个模块实现，这些模块可以位于同一个设备中，也可以位于不同的设备中。

各实施方式中的硬件模块可以以机械方式或电子方式实现。例如，一个硬件模块可以包括专门设计的永久性电路或逻辑器件(如专用处理器，如FPGA或ASIC)用于完成特定的操作。硬件模块也可以包括由软件临时配置的可编程逻辑器件或电路(如包括通用处理器或其它可编程处理器)用于执行特定操作。至于具体采用机械方式，或是采用专用的永久性电路，或是采用临时配置的电路(如由软件进行配置)来实现硬件模块，可以根据成本和时间上的考虑来决定。

在本文中，″示意性″表示″充当实例、例子或说明″，不应将在本文中被描述为″示意性″的任何图示、实施方式解释为一种更优选的或更具优点的技术方案。为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关部分，而并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，″一个″并不表示将本发明相关部分的数量限制为″仅此一个″，并且″一个″不表示排除本发明相关部分的数量″多于一个″的情形。在本文中，″上″、″下″、″前″、″后″、″左″、″右″、″内″、″外″等仅用于表示相关部分之间的相对位置关系，而非限定这些相关部分的绝对位置。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种设备定位方法，其特征在于，该方法无需部署定位网络，包括：

移动设备在移动过程中，在预设第一数量个采集点采集与目标设备之间的定位测量参数以及采集与固定设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行超宽带UWB通信，基于所述UWB通信，采用UWB测距方式以确定所述移动设备在所述采集点与所述固定设备之间的距离，采用UWB定位方式以确定所述移动设备在所述采集点的坐标；其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置，所述定位测量参数包括接收信号强度指示RSSI值；所述移动设备为在定位过程中位置非固定的设备，所述固定设备为在定位过程中位置固定的设备，所述目标设备为需要进行定位的设备；

基于所述定位测量参数和所述移动设备在所述采集点的坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标，所述基于所述定位测量参数和所述移动设备在所述采集点的坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标的步骤包括：基于所述移动设备与所述固定设备之间的所述RSSI值和所述采集点与所述固定设备之间的距离，拟合当前环境的无线衰减因子n；基于所述无线衰减因子n和所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离；从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点；基于所述参考点的坐标和所述移动设备在所述参考点与所述目标设备之间的距离，计算所述目标设备的坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述定位测量参数为RSSI值时，所述第一数量大于等于3。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点包括：

基于所述移动设备在所述采集点的坐标、所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点；其中，任意两个参考点之间的距离大于预设的相邻距离阈值；所述第二数量大于等于3。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述按照相邻采集点中优先选择具有高可信度采集点的原则，从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述采集之前，所述方法进一步包括：

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标之后，所述方法进一步包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

8.一种设备定位装置，其特征在于，无需部署定位网络，包括：

测量模块，用于移动设备在移动过程中，在预设第一数量个采集点，采集移动设备与目标设备之间的定位测量参数以及采集与固定设备之间的定位测量参数，并与所述固定设备进行超宽带UWB通信，基于所述UWB通信，采用UWB测距方式以确定所述移动设备在所述采集点与所述固定设备之间的距离，采用UWB定位方式以确定所述移动设备在所述采集点的坐标，其中，坐标系的原点基于所述固定设备的位置设置，所述定位测量参数包括接收信号强度指示RSSI值；所述移动设备为在定位过程中位置非固定的设备，所述固定设备为在定位过程中位置固定的设备，所述目标设备为需要进行定位的设备；

定位模块，用于基于所述定位测量参数和所述移动设备在所述采集点的坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标，所述基于所述定位测量参数和所述移动设备在所述采集点的坐标，确定所述目标设备在所述坐标系中的坐标的步骤包括：基于所述移动设备与所述固定设备之间的所述RSSI值和所述采集点与所述固定设备之间的距离，拟合当前环境的无线衰减因子n；基于所述无线衰减因子n和所述移动设备与所述目标设备之间的所述RSSI值，计算所述移动设备在所述采集点与所述目标设备之间的距离；从所述采集点中选择预设第二数量个采集点作为参考点；基于所述参考点的坐标和所述移动设备在所述参考点与所述目标设备之间的距离，计算所述目标设备的坐标。

9.一种设备定位的电子设备，其特征在于，包括处理器和存储器；

所述存储器中存储有可被所述处理器执行的应用程序，用于使得所述处理器执行如权利要求1至7中任一项所述的设备定位方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其中存储有计算机可读指令，该计算机可读指令用于执行如权利要求1至7中任一项所述的设备定位方法。