室内多维定位方法及装置

技术领域

本申请涉及无线定位领域，尤其涉及一种室内多维定位方法及装置。

背景技术

现有技术中室内定位方案多采用蓝牙信标技术实现，需要布设专用的设备来实现室内定位功能，布设设备及通信线路给方案实现提出了成本、施工及软件算法技术三重要求。

在实现现有技术的过程中，发明人发现：

现有技术中室内定位方案需要部署专用的定位节点及使用专用的技术，不能够实现一物多用，导致实现成本高，部署困难，维护困难。

利用无线接入网设备及技术可以实现室内定位功能，并可以在实现定位功能的同时提供数据通信业务，达到一物多用。

因此，本申请提供了一种实现成本较低的室内多维定位方法及装置。

发明内容

本申请实施例提供一种实现成本较低的技术方案，用以解决室内定位实现成本高、部署困难、维护困难的技术问题。

在本申请提供的一种室内多维定位方法，包括以下步骤：

获取被测设备提供的无线信号强度的梯度分布；

根据所述被测设备的无线信号强度的梯度分布，和被测设备在接入网设备的无线信号强度，确定被测设备与接入网设备的相对距离；

根据所述相对距离和所述接入网设备在室内位置分布，确定被测设备位置；

其中，所述接入网设备至少为三个。

进一步的，所述接入网设备为基站、路由器、热点设备中至少一种。

进一步的，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可根据相对距离调整。

进一步的，所述被测设备与接入网设备的相对距离，根据无线信号衰减公式计算。

进一步的，可根据第一接入网设备无线信号强度的梯度分布、第二接入网设备无线信号强度的梯度分布、第三接入网设备无线信号强度的梯度分布、所述第一接入网设备在所述第二接入网设备处的无线信号强度、所述第一接入网设备在所述第三接入网设备处的无线信号强度，确定第一接入网设备位置；

其中第二接入网设备、第三接入网设备绝对位置已知。

进一步的，所述确定第一接入网设备位置，包括以下步骤：

获取第一接入网设备提供的无线信号强度的梯度分布；

根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第二接入网设备的无线信号强度，确定第二接入网设备与第一接入网设备相对距离；

根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第三接入网设备的无线信号强度，确定第三接入网设备与第一接入网设备相对距离；

根据所述第一接入网设备与第二接入网设备相对距离、第一接入网设备与第三接入网设备相对距离，和第二接入网设备绝对位置、第三接入网设备绝对位置，确定第一接入网设备在室内位置分布。

在本申请提供的一种室内多维定位装置，包括：

获取模块，获取被测设备提供的无线信号强度的梯度分布；

计算模块，根据所述被测设备的无线信号强度的梯度分布，和被测设备在接入网设备的无线信号强度，确定被测设备与接入网设备的相对距离；

分析模块，根据所述相对距离和所述接入网设备在室内位置分布，确定被测设备位置；

输出模块，用于输出被测设备的绝对位置；

其中，所述接入网设备至少为三个。

进一步的，所述接入网设备为基站、路由器、热点设备中至少一种。

进一步的，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可根据相对距离调整。

进一步的，所述计算模块根据无线信号衰减公式计算被测设备与接入网设备的相对距离。

本申请提供的实施例至少具有以下有益效果：

所述室内多维定位装置，利用无线接入网设备及技术可以实现室内定位功能，并可以在实现定位功能的同时提供数据通信业务，达到一物多用，从而提供了一种成本较低的实现方式。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的室内多维定位被测设备方法的流程图。

图2为本申请实施例提供的室内多维定位接入网设备方法的流程图。

图3为本申请实施例提供的室内多维定位装置的结构示意框图。

附图标记：

100 室内多维定位装置

110 获取模块

120 计算模块

130 分析模块

140 输出模块

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

请参照图1，本申请提供了一种室内多维定位方法，包括以下步骤：

S110：获取被测设备提供的无线信号强度的梯度分布。

应当指出的是，本申请所述被测设备是可获取无线网络信号的设备，包括手机、平板电脑、电脑、无线网卡、路由器等。

可以理解的是，本申请所述被测设备均可以获取无线网络信号。因此，只要具有获取无线网络信号的设备都视为是本申请所述被测设备。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

S120：根据所述被测设备的无线信号强度的梯度分布，和被测设备在接入网设备的无线信号强度，确定被测设备与接入网设备的相对距离。

应当指出的是，所述接入网设备为基站、路由器、热点设备等中至少一种。

其中，所述基站可以是双向无线电发送机。

所述路由器可以是交互数据包的网络设备。

所述热点设备可以是通过无线局域网提供互联网接入口的设备。

需要指出的是，当所述接入网设备为基站时，所述基站提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述基站可以是接收和发送信号的天线、微基站、皮基站、飞基站、5G小基站等中至少一种。

当所述接入网设备为路由器时，所述路由器提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述路由器可以是无线路由器、Wi-Fi扩展器、电力线通信器、信号放大器、无线中继器等中至少一种。

当所述接入网设备为热点设备时，所述热点设备提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述热点设备可以是开启热点功能的手机、开启热点功能的电脑、无线网卡等中至少一种。

可以理解的是，本申请所述接入网设备均用于提供无线局域网的无线网络信号。因此，只要具有提供无线局域网的无线网络信号的设备都视为是本申请所述接入网设备。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当指出的是，所述被测设备与接入网设备的相对距离通过无线信号强度换算表征。

在本申请提供的一种具体实施例中，所述被测设备与接入网设备的相对距离，根据无线信号衰减公式计算设备间相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可根据相对距离调整。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置传输功率调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置发射功率调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置接入网设备天线调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

可以理解的是，本申请所述接入网设备信号强度调整均用于调整无线信号范围相对距离。因此，只要调整无线信号范围相对距离的方法都视为是本申请所述接入网设备信号强度调整。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

S130：根据所述相对距离和所述接入网设备在室内位置分布，确定被测设备位置。

应当指出的是，所述被测设备位置包括相对接入网设备的方向、相对接入网设备的距离、基于接入网设备建立坐标系的坐标或被测设备的绝对位置等中至少一种。

当所述位置信息为相对接入网设备的方向时，可根据函数模型获得被测设备相对接入网设备的方向。

当所述位置信息为相对接入网设备的相对距离时，可根据函数模型获得被测设备相对接入网设备的相对距离。

当所述被测设备位置以接入网设备位置为参考对象时，可根据接入网设备位置建立坐标系。

当根据接入网设备位置建立坐标系时，可根据函数模型获得被测设备坐标。

在本申请提供的一种具体实施例中，

一个房间内安置有四个无线路由器，无线路由器的Wi-Fi节点的信号强度作为定位坐标的计算变量。

Wi-Fi节点A与节点B的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴正象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点C与节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴负象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点A与节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴负象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点B与节点C的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴正象限的Y轴坐标。

在本申请提供的另一种具体实施例中，

一个房间内安置有三个无线路由器，无线路由器的Wi-Fi节点的信号强度作为定位坐标的计算变量。

Wi-Fi节点B和节点C的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴正象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点B和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴负象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点C和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴负象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点B和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴正象限的X轴坐标。

应当指出的是，当所述位置信息为被测设备的绝对位置时，可根据所述相对接入网设备的距离和所述接入网设备在室内位置分布的绝对位置，通过函数模型获得被测设备的绝对位置。

其中，所述接入网设备在室内至少设置三个。

应当指出的是，所述接入网设备在室内位置分布可通过具体测量得知，或

所述接入网设备在室内位置分布可通过室内网线设计图得知。

当第一接入网设备在室内位置未知时，可根据第一接入网设备无线信号强度的梯度分布、第二接入网设备无线信号强度的梯度分布、第三接入网设备无线信号强度的梯度分布、所述第一接入网设备在所述第二接入网设备处的无线信号强度、所述第一接入网设备在所述第三接入网设备处的无线信号强度，确定第一接入网设备位置。

其中，第二接入网设备、第三接入网设备绝对位置已知。

请参照图2，确定第一接入网设备位置，包括以下步骤：

S210：获取第一接入网设备提供的无线信号强度的梯度分布。

S220：根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第二接入网设备的无线信号强度，确定第二接入网设备与第一接入网设备相对距离。

S230：根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第三接入网设备的无线信号强度，确定第三接入网设备与第一接入网设备相对距离。

S240：根据所述第一接入网设备与第二接入网设备相对距离、第一接入网设备与第三接入网设备相对距离，和第二接入网设备绝对位置、第三接入网设备绝对位置，确定第一接入网设备在室内位置分布。

在本申请提供的具体实施方式中，一个房间内安置有三个无线路由器，且三个无线路由器的绝对位置记录在房间网线布置图中。

当室内多维定位装置设置在所述房间后，所述室内多维定位装置获取第一无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第一无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第一无线路由器的相对距离。

所述室内多维定位装置获取第二无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第二无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第二无线路由器的相对距离。

所述室内多维定位装置获取第三无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第三无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第三无线路由器的相对距离。

根据室内多维定位装置与第一无线路由器的相对距离、室内多维定位装置与第二无线路由器的相对距离、室内多维定位装置与第三无线路由器的相对距离，和第一无线路由器、第二无线路由器、第三无线路由器在房间的位置分布，通过函数模型计算，可以确定所述室内多维定位装置绝对位置。

为支持室内多维定位方法，本申请提供了一种室内多维定位装置100。

请参照图3，在本申请提供的一种室内多维定位装置100，包括：

获取模块110，获取被测设备提供的无线信号强度的梯度分布。

应当指出的是，本申请所述被测设备是可获取无线网络信号的设备，包括手机、平板电脑、电脑、无线网卡、路由器等。

可以理解的是，本申请所述被测设备均可以获取无线网络信号。因此，只要具有获取无线网络信号的设备都视为是本申请所述被测设备。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

计算模块120，根据所述被测设备的无线信号强度的梯度分布，和被测设备在接入网设备的无线信号强度，确定被测设备与接入网设备的相对距离。

应当指出的是，所述接入网设备为基站、路由器、热点设备等中至少一种。

其中，所述基站可以是双向无线电发送机。

所述路由器可以是交互数据包的网络设备。

所述热点设备可以是通过无线局域网提供互联网接入口的设备。

需要指出的是，当所述接入网设备为基站时，所述基站提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述基站可以是接收和发送信号的天线、微基站、皮基站、飞基站、5G小基站等中至少一种。

需要指出的是，当所述接入网设备为路由器时，所述路由器提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述路由器可以是无线路由器、Wi-Fi扩展器、电力线通信器、信号放大器、无线中继器等中至少一种。

需要指出的是，当所述接入网设备为热点设备时，所述热点设备提供可接入无线局域网的无线网络信号。

其中，所述热点设备可以是开启热点功能的手机、开启热点功能的电脑、无线网卡等中至少一种。

可以理解的是，本申请所述接入网设备均用于提供无线局域网的无线网络信号。因此，只要具有提供无线局域网的无线网络信号的设备都视为是本申请所述接入网设备。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当指出的是，所述被测设备与接入网设备的相对距离通过无线信号强度换算表征。

在本申请提供的一种具体实施例中，所述被测设备与接入网设备的相对距离，根据无线信号衰减公式计算设备间相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可根据相对距离调整。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置传输功率调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置发射功率调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

例如，所述接入网设备的无线信号强度的梯度分布可通过设置接入网设备天线调整无线信号范围，直至无线信号范围为预置相对距离。

可以理解的是，本申请所述接入网设备信号强度调整均用于调整无线信号范围相对距离。因此，只要调整无线信号范围相对距离的方法都视为是本申请所述接入网设备信号强度调整。所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

分析模块130，根据所述相对距离和所述接入网设备在室内位置分布，确定被测设备位置。

应当指出的是，所述被测设备位置包括相对接入网设备的方向、相对接入网设备的距离、基于接入网设备建立坐标系的坐标或被测设备的绝对位置等中至少一种。

当所述位置信息为相对接入网设备的方向时，可根据函数模型获得被测设备相对接入网设备的方向。

当所述位置信息为相对接入网设备的相对距离时，可根据函数模型获得被测设备相对接入网设备的相对距离。

当所述被测设备位置以接入网设备位置为参考对象时，可根据接入网设备位置建立坐标系。

当根据接入网设备位置建立坐标系时，可根据函数模型获得被测设备坐标。

在本申请提供的一种具体实施例中，一个房间内安置有四个无线路由器，无线路由器的Wi-Fi节点的信号强度作为定位坐标的计算变量。

Wi-Fi节点A与节点B的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴正象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点C与节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴负象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点A与节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴负象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点B与节点C的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴正象限的Y轴坐标。

在本申请提供的另一种具体实施例中，一个房间内安置有三个无线路由器，无线路由器的Wi-Fi节点的信号强度作为定位坐标的计算变量。

Wi-Fi节点B和节点C的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴正象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点B和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在X轴负象限的Y轴坐标。

Wi-Fi节点C和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴负象限的X轴坐标。

Wi-Fi节点B和节点D的信号强度梯度分布确定被测设备在Y轴正象限的X轴坐标。

应当指出的是，当所述位置信息为被测设备的绝对位置时，可根据所述相对接入网设备的距离和所述接入网设备在室内位置分布的绝对位置，通过函数模型获得被测设备的绝对位置。

其中，所述接入网设备在室内至少设置三个。

应当指出的是，所述接入网设备在室内位置分布可通过具体测量得知，或

所述接入网设备在室内位置分布可通过室内网线设计图得知。

当第一接入网设备在室内位置未知时，可根据第一接入网设备无线信号强度的梯度分布、第二接入网设备无线信号强度的梯度分布、第三接入网设备无线信号强度的梯度分布、所述第一接入网设备在所述第二接入网设备处的无线信号强度、所述第一接入网设备在所述第三接入网设备处的无线信号强度，确定第一接入网设备位置；

其中第二接入网设备、第三接入网设备绝对位置已知。

请参照图2，确定第一接入网设备位置，包括以下步骤：

S210：获取第一接入网设备提供的无线信号强度的梯度分布；

S220：根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第二接入网设备的无线信号强度，确定第二接入网设备与第一接入网设备相对距离；

S230：根据所述第一接入网设备的无线信号强度的梯度分布，和第一接入网设备在第三接入网设备的无线信号强度，确定第三接入网设备与第一接入网设备相对距离；

S240：根据所述第一接入网设备与第二接入网设备相对距离、第一接入网设备与第三接入网设备相对距离，和第二接入网设备绝对位置、第三接入网设备绝对位置，确定第一接入网设备在室内位置分布。

在本申请提供的具体实施方式中，一个房间内安置有三个无线路由器，且三个无线路由器的绝对位置记录在房间网线布置图中。

当室内多维定位装置设置在所述房间后，所述室内多维定位装置获取第一无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第一无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第一无线路由器的相对距离。

所述室内多维定位装置获取第二无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第二无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第二无线路由器的相对距离。

所述室内多维定位装置获取第三无线路由器提供的无线信号强度。

根据所述第三无线路由器的无线信号强度的梯度分布，所述室内多维定位装置通过无线信号衰减公式，计算出室内多维定位装置与第三无线路由器的相对距离。

根据室内多维定位装置与第一无线路由器的相对距离、室内多维定位装置与第二无线路由器的相对距离、室内多维定位装置与第三无线路由器的相对距离，和第一无线路由器、第二无线路由器、第三无线路由器在房间的位置分布，通过函数模型计算，可以确定所述室内多维定位装置绝对位置。

输出模块140，用于输出被测设备的绝对位置。

在本申请提供的具体实施方式中，一个房间内安置有三个无线路由器，且三个无线路由器的绝对位置记录在房间网线布置图中。

一个移动手机装配有室内多维定位装置100，当携带移动手机的人员进入所述房间后，该移动手机通过获取模块110获取第一无线路由器提供的无线信号强度。

该移动手机根据所述第一无线路由器的无线信号强度的梯度分布，通过计算模块120，采用无线信号衰减公式计算出移动手机与第一无线路由器的相对距离。

该移动手机通过获取模块110获取第二无线路由器提供的无线信号强度。

该移动手机根据所述第二无线路由器的无线信号强度的梯度分布，通过计算模块120，采用无线信号衰减公式计算，计算出移动手机与第二无线路由器的相对距离。

该移动手机通过获取模块110获取第三无线路由器提供的无线信号强度。

该移动手机根据所述第三无线路由器的无线信号强度的梯度分布，通过计算模块120，采用无线信号衰减公式计算，计算出移动手机与第三无线路由器的相对距离。

该移动手机通过分析模块130，根据移动手机与第一无线路由器的相对距离、移动手机与第二无线路由器的相对距离、移动手机与第三无线路由器的相对距离，和第一无线路由器、第二无线路由器、第三无线路由器在房间的位置分布，运用函数模型计算分析，可以确定该携带移动手机的人员绝对位置。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。