专利名称：终端定位方法、装置和移动终端的制作方法
技术领域：
本发明涉及通讯设备技术领域，特别涉及一种终端定位方法、装置和移动终端。
背景技术：
目前，实现移动终端的定位主要包括三种方式1)基于移动基站；2)基于卫星定位系统；和3)基于RFID读写器。其中，基于移动基站方式，根据不同移动基站发送到移动终端的信号的特征(例如传递时延)以及对应移动基站的地理位置计算移动终端的位置；基于卫星定位系统方式根据移动终端上的接收设备接收发自定位卫星的位置信号，结合相应区域的地图数据，获得移动终端所在的位置；基于RFID读写器方式，根据安装移动终端上的RFID读写器读取周围环境中散布的RFID标签信息并从中获得相关的位置数据。在上述二种方法中，基于移动基站和基于卫星定位系统的方法存在定位精度不闻的问题。此外，它们只能提供在二维地面视图上的定位能力，而无法识别在竖直方向上的位置变化，在使用上具有局限性。基于RFID读写器的方法需要对相关支持环境进行较大规模的改造，例如广泛部署记录有位置信息的RFID标签，同时其使用效果会受到射频信号可达范围等因素的影响总体而言，上述三类方法在被用于实施移动终端的定位过程中，都必须主要借助外部设备(例如卫星、基站、RFID标签等)，导致它们在使用时的局限性，例如无法有效地解决楼宇、矿井内的定位问题。
发明内容
鉴于以上问题提出本发明。本发明的一个目的是提供一种用于终端定位方法的技术方案。根据本发明的第一方面，提供了一种终端定位方法，包括确定移动终端的初始位置；基于所述移动终端内置的移动特征采集装置获取所述移动终端的移动轨迹特征信息；根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹；结合所述移动终端的初始位置和移动轨迹确定所述移动终端的当前位置。优选地，移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息。优选地，根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹包括按照物体运动物理计算公式根据加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息确定所述移动终端的移动轨迹。优选地，移动特征采集装置包括磁力感应装置、重力感应装置、微机电陀螺仪装置。优选地,确定移动终端的初始位置包括根据地图 信息通过定位启动点标识来确定所述移动终端的初始位置。优选地，该方法还包括从地图信息提供者处获得定位区域的所述地图信息。根据本发明的另一方面，提供一种终端定位装置，包括初始位置确定单元，用于确定移动终端的初始位置；轨迹特征获取单元，用于基于所述移动终端内置的移动特征采集装置获取所述移动终端的移动轨迹特征信息；移动轨迹计算单元，用于根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹；终端位置确定单元，用于结合所述移动终端的初始位置和移动轨迹确定所述移动终端的当前位置。优选地，移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息；所述轨迹特征获取单元包括加速度信息采集装置，用于采集加速度信息；方向信息采集装置，用于采集移动方向信息；角度信息采集装置，用于采集移动角度信息；时间信息采集装置，用于采集移动时间信息。优选地，所述加速度信息采集装置为重力感应装置，所述方向信息采集装置为电子罗盘设备，所述角度信息采集装置为微机电陀螺仪装置。优选地,初始位置确定单元根据地图信息通过定位启动点标识来确定所述移动终端的初始位置。优选地，该装置还包括地图信息获取单元，用于从地图信息提供者处获得定位区域的所述地图信息。根据本发明的·又一方面，还提供一种移动终端，包括上述终端定位装置。本发明提供的定位方法、装置和移动终端，初始位置确定后的定位不需要依赖外部设备和系统，定位过程不受外部环境和设备的影响，可以实现精确定位。通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中图1示出本发明的终端定位方法的一个实施例的流程图；图2示出本发明的终端定位方法的另一个实施例的流程图；图3示出本发明的终端定位方法的又一个实施例的流程图；图4示出本发明的终端定位装置的一个实施例的结构图；图5示出本发明的终端定位装置的另一个实施例的结构图；图6示出通过移动轨迹特征数据计算终端的绝对移动轨迹的算法示意。
具体实施例方式现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1示出本发明的终端定位方法的一个实施例的流程图。如图1所不，步骤102,确定移动终端的初始位直。例如，可以基于移动基站、卫星定位系统、或RFID读写器，及其现有技术的各种定位方式确定移动终端的初始位置。步骤104，基于移动终端内置的移动特征采集装置获取移动终端的移动轨迹特征信息。移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息。移动特征采集装置例如包括磁力感应装置、重力感应装置、微机电陀螺仪装置等。步骤106，根据移动终端的移动轨迹特征信息确定移动终端的移动轨迹。在获得移动终端的移动轨迹特征信息的情况下，可以按照物体运动物理计算公式获得移动终端的移动轨迹。步骤108,结合移动终端的初始位置和移动轨迹确定移动终端的当前位置。在具体实现中，移动方向信息采集装置可以采用电子罗盘设备(例如地磁感应计)；移动角度信息采集装置可以采用类似三轴陀螺仪的设备(例如，MEMS微机电陀螺仪)，它能够获得精确的相对于垂直方 向和水平方向的角度信息并结合方向信息推断出终端的绝对移动方向；加速度信息采集装置可以采用高精度的重力感应装置，采集相对于移动终端本身的移动方向和受力大小，再结合时间信息采集装置的精确计时可以获得其速度信息并进而获得移动距离信息。上述实施例中，首先确定移动终端的初始位置，然后通过移动终端自身内置的设备采集终端移动轨迹特征信息，从而确定终端的移动轨迹，并结合初始位置确定终端的当前位置。初始位置确定后的定位不需要依赖外部设备和系统，定位过程不受外部环境和设备的影响，可以实现精确定位。图2示出本发明的终端定位方法的另一个实施例的流程图。如图2所示，步骤202，地图信息获取和保存。地图信息的获取可以有多种方式，例如通过存储介质拷贝、网络下载(包括有线网络和无线网络)等，能够从地图信息提供者处获得定位区域的地图信息，例如楼宇建筑图、矿井巷道分布图等，并在移动终端中保存和管理。地图信息具有足够的准确性，例如对于楼宇而言，地图数据包含各个楼层的房间、走廊、关键公用设施的方向和布局，楼层的间距和其它相关的介绍信息(例如比例尺)。步骤204，初始位置采集和记录。例如，初始位置的最初获取可以借助特定的定位启动点标识(例如，设置在楼宇的入口处)，在到达该定位启动点后启动定位流程，能够保证定位的精确性。识别和记录启动定位时移动终端所在的初始位直。步骤206，移动特征采集。通过移动终端中自带的相关硬件设备采集终端移动信息，主要包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间等，并将其转换为合适的数据类型作为移动轨迹计算装置的输入。以手机为例，方向特征可以通过磁力感应装置采集、移动方向特征可以通过重力感应装置采集、角度特征和移动角度特征可以用微机电陀螺仪装置采集。
步骤208，移动轨迹计算。例如，以移动特征采集装置采集到的加速度、移动方向、移动角度、移动时间等信息为输入，采用适当的计算方法，输出终端的绝对移动轨迹。步骤210，终端位置计算。例如，以初始位置采集和记录装置中保存的启动定位时的初始位置信息和移动轨迹计算装置计算得到的绝对移动轨迹为输入，计算出终端相对于初始位置的移动轨迹，并结合终端中保存的地图信息映射出移动终端当前所在位置的定位信息。地图信息获取和初始位置获取可以有一定的顺序关系。例如，到达初始位置后，通过拍摄建筑物外观并将图片传送给地图信息提供者，地图信息提供者经过图像分析和识别后确认楼宇信息，再将所需的地图信息传送给移动终端。地图信息和初始位置信息被有效地保存在移动终端中。本领域的技术人员应当理解，在本发明技术方案的实现过程中，通过移动终端的移动特征信息计算获得绝对移动轨迹以及结合地图信息对移动终端的相对移动轨迹进行标定的算法可以借鉴现有的算法进行改进，从而获得更高的精度。图3示出本发明的终端定位方法的又一个实施例的流程图。如图3所示，步骤302，移动定位流程启动后，移动特征采集装置将对终端的移动信息(主要包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间等)进行采集，在将相关信息转换为具有合适格式的移动特征数据后将其发送给移动轨迹计算装置。步骤304，移动轨迹计算装置依照数学算法对移动轨迹特征数据进行处理，计算得到终端的绝对移动轨迹 ，将其发送给终端位置计算装置。步骤306， 终端位置计算装置利用绝对移动轨迹和终端定位启动时的初始位置信息算得相对移动轨迹，并进而结合地图信息，获得当前终端的所在位置的定位信息，再将其输出到显示/播放设备上(例如显示屏幕、音频播放设备等)。在步骤308，定位过程中的任何一个定位点都可以作为新的初始位置，后续的移动轨迹将以更新后的初始位置为起点进行计算。终端当前的定位信息可以作为新的初始位置，则在更新后计算终端位置时，可以忽略此前的移动轨迹，而以新的初始位置为起点，并结合在更新后的终端绝对移动轨迹计算出相对移动轨迹。图4示出本发明的终端定位装置的一个实施例的结构图。如图4所示，该终端定位装置包括初始位置确定单元41、轨迹特征获取单元42、移动轨迹计算单元43、和终端位置确定单元44。初始位置确定单元41确定移动终端的初始位置；轨迹特征获取单元42基于移动终端内置的移动特征采集装置获取移动终端的移动轨迹特征信息；移动轨迹计算单元43根据移动终端的移动轨迹特征信息确定移动终端的移动轨迹；终端位置确定单元44结合移动终端的初始位置和移动轨迹确定移动终端的当前位置。图5示出本发明的终端定位装置的另一个实施例的结构图。如图2所示，该终端定位装置包括初始位置确定单元41、轨迹特征获取单元52、移动轨迹计算单元43、和终端位直确定单兀44。其中，初始位直确定单兀41、移动轨迹计算单兀43、和终纟而位直确定单兀44可以参见上述实施例中的对应描述，为简洁起见，在此不再详细描述。该实施例中，移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息；轨迹特征获取单元52包括加速度信息采集装置521、方向信息采集装置522、角度信息采集装置523、和时间信息采集装置524。加速度信息采集装置521采集加速度信息；方向信息采集装置522例如为重力感应装置，能够采集移动方向信息；角度信息采集装置523例如为为微机电陀螺仪装置，能够采集移动角度信息；时间信息采集装置524采集移动时间信息。在一个实施例中，轨迹特征获取单元主要包括四个部分方向信息采集装置、角度信息采集装置、加速度信息采集装置、时间信息采集装置。其中，方向信息采集装置负责采集移动终端所处位置的东、南、西、北四个地理方位的相关信息；角度信息采集装置负责采集移动终端的在垂直和水平方向的角度以判断移动终端当前的放置姿态(例如水平放置、竖直放置)；加速度信息采集装置负责采集相对于移动终端本身的上、下、左、右、前、后六个方向的相关信息以及移动速率等信息；时间信息采集装置负责在移动过程中计时。移动轨迹计算单元根据角度信息采集装置、速度信息采集装置、时间信息采集装置采集到的移动特征信息可以计算获知移动终端在一段时间内的位移，再附加方向特征信息，即可获得移动终端在地理坐标系内的水平方向和竖直方向上的绝对移动轨迹数据。终端位置计算单元根据绝对移动轨迹数据中包含的移动终端在水平方向和竖直方向上的位移，以移动终端的移动初始位置为起点，计算出终端相对于起点的相对轨迹数据，进而将该轨迹按照比例尺缩放后在地图信息上进行标定，确定当前移动终端在地图上所处的区域位置，并以视频/音频的方式输出到移动设备的显示/播放设备上。在一个实施例中，初始位置确定单元根据地图信息通过定位启动点标识来确定移动终端的初始位置。该装置还包括地图信息获取单元55，从地图信息提供者处获得定位区域的地图信息。图6示出通过移动轨迹特征数据计算终端的绝对移动轨迹的算法示意。通过移动特征数据计算终端的绝对移动轨迹的核心算法思想是终端坐标系和物理空间绝对坐标系之间的映射。如图6所示，加速度信息采集装置负责采集相对于终端自身的上、下、左、右、前、后等六个方向的直线移动信息，进而可以计算得到终端在自己所在坐标系中的位移数据；角度信息采集装置负责采集终端在竖直和水平方向的角度数据以判断移动终端当前的放置姿态(例如水平放置、竖直放置)以及角度变化信息，进而可以计算得到终端在物理空间坐标系中的位置变化 数据；最终，将终端在自身坐标系中发生的移动信息与终端姿态的角度变化相结合，可将终端位移数据映射到绝对物理坐标系的坐标轴的各个方向上，进而获得终端的在物理空间内的绝对移动轨迹。现有技术的定位方法都是首先计算和记录下移动终端的位置，然后再将各个位置点串连从而勾画出移动轨迹。本发明实施例中的方法首先记录移动终端的移动轨迹，然后再根据位移情况计算其当前所在的位置。本发明实施例中的方法直接利用内置在移动终端内部的能力进行精确的定位，在初始位置确定后不需要额外的外部设备支持。特别是在类似楼宇、矿井等需要在竖直方向上的多个层次进行定位的应用场景中，基于移动基站和基于卫星定位系统的方法无法被使用，基于RFID读写器的方法又需要部署大量RFID标签从而增加了投资和管理的复杂性，而本发明提出的方案能很好地满足相关的需求。至此，已经详细描述了根据本发明的终端定位方法和装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。可能以许多方式来实现本发明的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。 虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范 围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
权利要求
1.一种终端定位方法，其特征在于，包括 确定移动终 而的初始位直； 基于所述移动终端内置的移动特征采集装置获取所述移动终端的移动轨迹特征信息； 根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹； 结合所述移动终端的初始位置和移动轨迹确定所述移动终端的当前位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹包括 按照物体运动物理计算公式根据加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息确定所述移动终端的移动轨迹。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动特征采集装置包括磁力感应装置、重力感应装置、微机电陀螺仪装置。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定移动终端的初始位置包括 根据地图信息通过定位启动点标识来确定所述移动终端的初始位置。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括 从地图信息提供者处获得定位区域的所述地图信息。
7.—种终端定位装置，其特征在于，包括 初始位置确定单元，用于确定移动终端的初始位置； 轨迹特征获取单元，用于基于所述移动终端内置的移动特征采集装置获取所述移动终端的移动轨迹特征信息； 移动轨迹计算单元，用于根据所述移动终端的移动轨迹特征信息确定所述移动终端的移动轨迹； 终端位置确定单元，用于结合所述移动终端的初始位置和移动轨迹确定所述移动终端的当前位置。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述移动轨迹特征信息包括加速度、移动方向、移动角度、移动时间信息； 所述轨迹特征获取单元包括 加速度信息采集装置，用于采集加速度信息； 方向信息采集装置，用于采集移动方向信息； 角度信息采集装置，用于采集移动角度信息； 时间信息采集装置，用于采集移动时间信息。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述加速度信息采集装置为重力感应装置，所述方向信息采集装置为电子罗盘设备，所述角度信息采集装置为微机电陀螺仪装置。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述初始位置确定单元根据地图信息通过定位启动点标识来确定所述移动终端的初始位置。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，还包括 地图信息获取单元，用于从地图信息提供者处获得定位区域的所述地图信息。
12.—种移动终端，其特征在于，包括权利要求7至11中任意一项所述的终端定位装置。
全文摘要
本发明公开了一种终端定位方法、装置和移动终端，涉及通信设备领域。该方法首先确定移动终端的初始位置；基于移动终端内置的移动特征采集装置获取移动终端的移动轨迹特征信息，确定移动终端的移动轨迹；结合移动终端的初始位置和移动轨迹确定移动终端的当前位置。本发明的方法、装置和终端利用在移动终端中内置的装置，对移动终端的方向信息、角度信息、加速度信息、时间信息等数据进行采集，能够在无需外部设备支持的情况下获得精确的移动轨迹数据，并作为获取定位信息的基础。
文档编号H04W64/00GK103052151SQ20111031062
公开日2013年4月17日 申请日期2011年10月14日 优先权日2011年10月14日
发明者王峰, 张洁, 闫峰, 雷葆华 申请人:中国电信股份有限公司