设备定位的方法和一种移动定位器装置与流程

本发明涉及用于定位设备的方法和装置。

背景技术：

众所周知，借助于所谓的三角测量，可以确定移动设备如移动电话、PDA等的地理位置。通过检测至少三个无线发射塔(即基站)的无线信号的强度来确定移动设备的大概位置。其它定位方法，如Cell ID(小区标识)、CGI/TA、E-CGI和A-GPS，都是可用的。

我们也知道，通过GPS(全球定位系统)的定位方法可以确定丢失或失窃物品的位置。通过优选安装隐藏的GPS追踪器(即，GPS接收器)，可以通过中心站或者用户启动以通过无线通讯收集GPS卫星定位数据。例如GB2483459A或GB2484273A都是这样的追踪器。这些类型的追踪器的缺点是，需要购买昂贵的移动电话合约，以及配置如GSM调制解调器、GPS接收设备等设备。上述设备能耗高，因此需要配备较大容量电池，电池要经常充电，根据工作需要开关GPS追踪器也要制定操作规则。费用、尺寸、体积、重量的增加进一步降低了GP S追踪器的可用性，在某些应用中，比如，追踪失窃的自行车、车辆等，这些因素(费用、尺寸、体积、重量)越低越小越轻越好。通常追踪比GPS追踪器本身的费用还低的物品是不可行的，用户可能承担不起在全部设备上装配昂贵GPS追踪器的费用。有些物品如自行车、摩托车大量被盗，对失主和保险公司来说都是巨大的损失。另一个缺点是，通过GPS追踪器来定位丢失或失窃物品，其位置可能使得接收GPS信号或移动网络信号的能力是高度受限的，因此无法追踪。

因此期望能为定位设备，特别是丢失设备提供改进的和更便宜的方法和装置。

技术实现要素：

本发明的目的是为定位设备，特别是丢失设备提供改进的方法和装置。

该目的和/或其它目的通过所附权利要求书中阐述的方法和装置获得。

如上所述，用于发现丢失物品/设备的现有方法通常涉及相对昂贵和复杂的硬件的使用。

为了提供一种用于定位设备，特别是丢失设备的更便宜以及更小型的方法，可以利用一种例如基于来自定位器装置的无线电传输往返时间的距离测量。可选地或作为补充，可以对方向进行确定。定位器装置和(丢失)设备都设置有射频收发器。定位器装置可以以一定的准确度进一步确定到(丢失的)设备的距离和/或方向。例如，可以以一定的准确度确定从定位器装置到(丢失的)设备的消息的往返时间(RTT)。当具有误差的距离和/或方向被确定时，可以形成由具有相应确定误差的距离和/或方向限制的地理区域。然后可以将有限区域细分为子区域。通过当移动定位器装置时连续地创建新的地理区域，可以消除任何没有被所形成的所有地理区域覆盖的子区域，直到剩余子区域的面积足够小为止。然后，设备的位置可以被确定为在剩余的子区域。

根据一个实施例，提供了一种确定包括无线电发射器的设备位置的方法。该方法包括：

-在定位器装置中接收来自设备的无线电信号，

-在定位器装置的位置处确定从定位器装置到设备的距离。确定的距离具有确定的距离准确度；和/或确定具有确定的方向准确度的设备的方向。

所确定的距离和/或方向是基于从设备接收的无线电信号，

-形成具有边界的地理区域，边界被设置为确定的距离+/-确定的准确度，和/或被设置为确定的方向+/-确定的方向的准确度，

-将地理区域细分为多个子区域，移除任何没有被包括在为定位器装置的每个新位置形成的所有地理区域中的子区域，

-将定位器装置移动到新位置，并且重复移除子区域，直到剩余子区域的总面积低于阈值。

-将设备的位置确定为剩余子区域所在的区域。

根据一个实施例，重复移除子区域，直到剩余子区域的数量减少到仅有一个。

根据一个实施例，从设备接收的信号是对从定位器装置发送到设备的信号作出响应而接收到的信号。

根据一个实施例，基于发射的无线电信号和接收的响应信号的往返时间来确定到设备的距离。

根据一个实施例，定位器装置从设备接收往返时间。

根据一个实施例，基于具有最强的接收信号强度的方向来确定到设备的方向。

根据一个实施例，还基于与具有最弱的接收信号强度的方向相反的方向来确定方向。

采用这样一种用于确定设备位置的方法使得使用一种便宜且小的定位设备成为了可能。用于定位的设备可以是包括智能电话或类似设备的任何合适的设备。此外，如上的连续搜索方法将使得用户能够选择能给出(丢失的)设备位置的精确度。这可以例如通过在确定连续的搜索完成时，通过将子区域选择设置为小区域和/或通过将剩余子区域的数目设置为小数目(通常仅一个)来完成。对(丢失的)设备的位置越精确的确定通常将需要越多的定位器装置的连续的新位置。此外，如果(丢失)设备静止或至少比定位器装置移动得更慢，精确度将被改善。

本发明还延伸至适于执行上述方法的移动定位器装置和计算机程序产品。

附图说明

现在将通过非限定性实施例以及参考附图更详细地描述本发明，其中：

-图1是定位设备时的场景的总体视图；

-图2是根据第一实施例示出的消除子区域的视图；

-图3是根据第二实施例示出的消除子区域的视图；

-图4是示出当定位设备时执行的一些步骤的流程图；

-图5是定位器装置的视图；以及

-图6是待定位的设备的视图。

具体实施方式

将包括射频收发器的设备提供给一个对象，例如财产、商品或人。设备通常是被动的，并且可能在一种模式中仅接收信号。在某些时候，用户想要定位具有该设备的对象。这种情况的例子可以是(但不限于)当对象已被盗、丢失，或当具有该设备的人失踪时。在这种情况下，用户可以使用定位器装置来定位设备。下面将更详细地描述定位器装置。

图1是定位器装置101用于定位设备103的场景的总体视图。定位器装置101设置有用于通过空中接口发送接收无线电信号的收发器。以类似的方式，设备103设置有用于通过空中接口发送无线电信号的收发器。下面将更详细地描述装置101和设备103。装置101和设备103可以例如使用局域网(LAN)协议信令或类似的通信协议通过空中接口彼此直接相互通信。LAN信令协议可以是诸如IEEE 802.11(电气和电子工程师协会)的任何合适的协议，包括但不限于802.11a/b/n或其他类似的未来的标准。其它可以支持的标准的示例有：Zigbee，蓝牙，RFID(射频识别)，USB(通用串行总线)。所提到的协议也可以由各种频率承载，例如433MHz，450MHz，900MHz，2.4GHz或5GHz，不限于其他合适的频率或任何类似协议的使用。例如，定位器装置101可以通过空中接口向设备103发送信息。设备103可以通过空中接口将响应消息发送回定位器装置101，以对从定位器装置101发送的消息作出响应。在一些实施例中，设备103连续地发送信号，因此不需要再从定位器装置101发送信号给设备103以对定位器装置101作出响应。基于来自设备103的响应消息，定位器装置101可提供对从定位器装置101到设备103的距离r的估计。可以例如基于响应信号的信号强度或消息的往返时间(RTT)以及对/来自设备103的响应来对r进行估算。在一个替代实施例中，设备103可以被设置来确定所述距离r以及传送距离或传送可以用于确定距离的参数，例如RTT。然后距离r或参数值可以被传送到定位器装置101。

距离r将是具有一定程度的不精确度dr的近似距离。因此，可以将设备确定为位于由两个同心圆限定的地理区域102内，所述两个同心圆之间的距离为2*dr。图1中已示出。

定位器装置101和设备103使用如上所述的直接通信链路通过空中接口进行通信。然后持有定位器装置101的用户可以在搜索设备103时，将设备103所在的区域限定在由两个同心圆限定的地理区域102。这里由两个同心圆限定的地理区域102可以被表示为“原始搜索区域”。当定位器装置101和设备103之间的直接链路是，例如LAN协议链路时，从定位器装置101到设备103的距离r的不精确度dr可能相对较大。原始搜索区域102可能也大。

为了限定设备103可能所在的地理区域以建立设备103更精确的定位，可以使用一些不同的方法。根据一些实施例，原始搜索区域102被细分为多个子区域。然后，子区域被连续地从原始搜索区域消除，直到仅一个(或几个)子区域剩余。然后，设备103被确定为位于所述剩余的子区域。根据一个实施例，每个子区域可以由一个位置表示。在这样的实施例中，原始搜索区域将由多个离散的位置表示，其中每个位置代表一个子区域。然后离散的位置连续地被消除，从而缩小设备103所在的区域。

在第一实施例中，通过将定位器装置101移动到新的位置并且在新位置处生成被两个同心圆限定的新的地理区域，来消除子区域。图2中已示出。在图2中，定位器装置已经从第一位置被移动到第二位置。当在第二位置时，原始搜索区域的子区域可以被消除。因此，在定位器装置101的新位置处，任何未被新地理区域覆盖的原始搜索区域中的子区域从剩余子区域集合中被消除。图2中105处表示剩余子区域。如上所述，每个子区域可以由一个具有围绕它的区域的离散位置表示。重复该过程，直到剩余子区域105的面积低于某个阈值为止。然后，设备103被确定为位于所述剩余的子区域。

在第二实施例中，通过确定从定位器装置101到设备103的方向来消除子区域。这可以例如通过让用户将定位器装置在他/她的手中进行360度旋转来执行。然后用户的身体作为屏障。可以设想，当旋转设备时，也可以使用除用户身体之外的单独的屏障。然后可以将具有最强接收信号的方向确定为设备103所在的方向。在一些实施例中，该方向可能具有一些不准确性，并且任何在确定的方向d的+/-一些不准确角度以外的子区域被从原始搜索区域中消除。这些在图3中已示出。例如，方向d可以被确定为具有来自设备103的最强接收信号的方向，例如由协议中的接收信号强度指示符(RSSI)给出的方向，该协议用于定位器装置101和设备103之间的传输。应当注意，图3所描述的方法可以在没有如上所述结合图1和2确定距离的情况下使用。在这样的实施中，原始搜索区域102将具有由原始方向+/-确定的原始方向误差限定的扇区形状。同样地，子区域可以由具有围绕该位置的区域的离散位置表示。

根据一个实施例，基于具有最强信号的方向和与具有最弱信号的方向相反的方向来确定方向。例如，可以将方向确定为具有最强RSSI的方向和与具有最弱RSSI的方向相反的方向的矢量和+/-误差的方向。该误差可以是预定的或者是一些参数的函数。例如，该函数可以是基于具有最强RSSI的方向和与具有最弱RSSI的方向相反的方向之间的差。在这样的实施例中，如果在具有最强RSSI的方向和与具有最弱RSSI的方向相反的方向之间存在的差异较大，则在搜索方法过程中存在的误差也比较小差异时的误差更大。

定位器装置可以设置有定位装置以跟踪定位器装置101的位置，并且还可以设置有罗盘以跟踪定位器装置101的方向。如果使用根据第二实施例的方法，定位器装置101的方向是特别有用的。然后罗盘可以将接收的信号强度与不同的方向相关联。

此外，可以结合使用根据第一和第二实施例的方法。图4示出了描绘了一些步骤的流程图，用户可依照示例性操作通过使用定位器装置101来执行这些步骤。应当注意，不必执行图4所描述的所有步骤。用户可以选择只执行一些消除子区域的步骤，也可以随时停止消除子区域。特别地，当用户确定剩余子区域足够小时，可以停止消除子区域。在图4的示例性实施例中，首先在初始步骤400中，假设持有定位器装置101的用户正在搜索设备103。接下来，在步骤401中，将原始搜索区域确定为受限的区域。例如，对从定位器装置101到设备103的距离r的估计可以用于生成如上结合图1所述的区域。根据另一实施例，原始搜索区域可被确定为具有如上结合图3所述的具有误差的方向。然后原始搜索区域将是如图1所示的由两个有距离的同心圆所限定的地理区域，或将是结合图3所描述的由方向的确定的角度误差所限定的扇形区，或者两者的结合。接下来，在步骤403中，按照一些方法将原始搜索区域划分为多个子区域。例如，一些具有一定大小的子区域被设置为覆盖原始搜索区域。在一个实施例中，多个离散点被分布在原始搜索区域上，其中每个离散点代表一个子区域。接下来，在步骤405中执行子区域的消除。当用户移动到新位置时，可以执行步骤405中的消除。在新的位置，用户可以通过重复移动到新位置的过程来执行对子区域新的消除。例如，在步骤405中，用户可以生成新的搜索区域，并且从原始搜索区域中消除所有那些没有被新的搜索区域和原始搜索区域所覆盖的子区域。例如这可以通过如结合图2所描述的方法来执行。在步骤405中，用户也可以如结合图2所描述的那样(再次)旋转来确定从定位器装置101到设备103的方向，以进一步从原始搜索区域中消除子区域。步骤405可以作为步骤406重复必要的次数以找到设备103足够准确的位置。应当注意，子区域的消除可以在此处所述的定位过程期间的任何时间执行。也就是说，如果在任何时间存在可能可以消除子区域的信息，步骤405即可执行。消除过程可以在图4中描述的过程期间的任何时间终止，并且剩余子区域所在的区域被确定为设备103的位置。这些已在步骤407中示出。

定位器装置101可以是诸如移动电话，智能电话，PDA，平板电脑，PC或类似物的用户设备(UE)，或者也可以是专用定位器装置。在图5中描绘了示例性定位器装置101。定位器装置101可以包括处理单元，无线电收发器单元，天线，电池以及可选地其他用于使定位器装置101可操作的支持部件。

图5示出了定位器装置101的一个示例性实施例。定位器装置101可以通过如上所述的硬件设备来实现。定位器装置可以具有包括代码装置的相应计算机程序的程序模块，所述代码装置在由处理单元501运行时使得装置101执行上述方法。处理单元501可以包括单个中央处理单元(CPU)，或者也可以包括两个或多个处理单元。例如，处理单元501可以包括通用微处理器，指令集处理器和/或相关芯片组和/或诸如专用集成电路(ASIC)的专用微处理器。处理单元501还可以包括用于缓存目的的存储器。

每个计算机程序可以由在定位器设备101中的计算机程序产品502以具有计算机可读介质并且连接到处理单元501的存储器形式携带。因此，计算机程序产品502或存储器包括存储有计算机程序的计算机可读介质，该存储可以是例如以计算机程序模块“m”的形式存储。例如，存储器502可以是闪存，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)或电可擦除可编程ROM(EEPROM)，并且在替代实施例中，程序模块m可以以设备502内的存储器的形式分布在不同的计算机程序产品上。

定位器装置101还可以包括通信单元506。所述通信单元被特别地布置为经由直接无线电通信信道与设备103通信。所述通信单元506还可以被布置用于对定位器装置101进行编程和/或配置。在一个实施例中，通信单元506可以包括用于通信的芯片组，该通信经由IEEE 802.11(电气和电子工程师协会)，包括但不限于802.11a/b/n或其他类似的未来的标准。通信单元506可支持的标准的其它示例有：Zigbee，蓝牙，RFID(射频识别)，USB(通用串行总线)。所述通信单元506可以包括天线。所述通信单元506可以连接到外部天线。

定位器装置101可以包括电源单元510。所述电源单元可以被布置为用于：处理单元501、存储器单元502、和/或通信单元506的电源。电源单元510的示例有：电池、电容器、燃料电池、太阳能电池、感应接触、USB-接触(通用串行总线)、有线接触，不限于适配成电源单元510的其它示例。另外，定位器装置101可以包括罗盘508。所述罗盘可以用于提供关于方向的输入。例如，当用户通过旋转来定位设备以找到具有如上所述的最强RSSI的方向时，这是有用的。定位器装置还可以包括定位装置512，例如用于跟踪定位器装置101位置的GPS接收器。

使用定位器装置定位的设备103可以是小型设备，该小型设备可附接到用户想要能够定位的任何对象。设备103还可以整合到诸如智能电话的现有设备中。图6中示出了一种示例性设备103。图6也描绘了设备103的示例性实施例。设备103可以由硬件设备实现，该硬件设备可以具有包括代码装置的相应计算机程序的程序模块，该代码装置在由处理单元601运行时使得装置101执行上述方法。所述处理单元601可以包括单个的中央处理单元(CPU)，或者也可以包括两个或多个处理单元。例如，所述处理单元601可以包括通用微处理器，指令集处理器和/或相关芯片组和/或诸如专用集成电路(ASIC)的专用微处理器。所述处理单元601还可以包括用于缓存目的的存储器。

每个计算机程序可以由计算机程序产品602在设备103以具有计算机可读介质并且连接到处理单元601的存储器形式携带。因此所述计算机程序产品602或存储器包括存储有计算机程序的计算机可读介质，该存储可以是例如以计算机程序模块“m”的形式存储。例如，存储器602可以是闪存，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)或电可擦除可编程ROM(EEPROM)，并且在替代实施例中，程序模块m可以以设备602内的存储器的形式分布在不同的计算机程序产品上。

设备103可以进一步包括通信单元606。通信单元被特别地布置为经由直接无线电通信信道与定位器设备101通信。通信单元606还可以被布置为用于设备103的编程和/或配置。在一个实施例中，通信单元606可以包括用于通信的芯片组，该通信经由IEEE 802.11(电气和电子工程师协会)，包括但不限于802.11a/b/n或其他类似的未来的标准。通信单元606可以支持的其他标准示例有：Zigbee，蓝牙，RFID(射频识别)，USB(通用串行总线)。所述通信单元606可以包括天线。所述通信单元606可以连接到外部天线。

设备103可以包括电源单元610。电源单元可以被布置用于：处理单元601、存储器单元602、和/或通信单元606的电源。电源单元610的示例有：电池、电容器、燃料电池、太阳能电池、感应接触、USB-接触(通用串行总线)、有线接触，不限于适配成电源单元610的其他示例。

使用如本文所述的方法、设备以及计算机程序，可以使得以低成本和简单的方法定位设备成为可能。