定位终端的制作方法

文档序号:10988888
定位终端的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种室内定位终端,其特征在于包括:本地存储单元、蓝牙单元、定位处理单元以及显示单元。蓝牙单元感测所述建筑物的室内每个蓝牙定位信标的广播信号,并输出基于所接收到的广播信号生成的对应的广播数据帧。定位处理单元基于来自所述蓝牙单元的广播数据帧构成的指纹向量,生成定位坐标数据和局部地图文件。显示单元基于来自所述定位处理单元的具有所述位置标识的局部地图文件,显示所述定位终端在室内地图中的位置。
【专利说明】
定位终端
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种定位设备,尤其涉及一种用于室内定位的室内定位终端。
【背景技术】
[0002]全球定位系统随着芯片和卫星技术的发展而得到了极大的开发,这使得人们能够在全球绝大部分地方都能够通过手持终端设备获取自己的地理位置。这位人们的出行,尤其是在不熟悉的地方的旅行带来的极大的方便。
[0003]然而,随着城市化的进展,大型建筑日益增多,尤其是大型购物商场和大型活动场所日益增多。人们在这些内部结构复杂的大型建筑内时常会迷失方向,因此,人们对室内的定位和导航的需求也日益迫切。尽管GPS在室外是工作得非常好的,但是在室内环境下由于受到多种环境因素的影响,GPS无法覆盖到这些室内的环境,所以人们就想尽各种方法来满足室内定位的需求。现有室内定位技术通常采用蓝牙定位技术,即采用信号强度值与实际距离的映射关系进行定位。但是由于蓝牙信号强度受环境因素(温度、湿度、物理遮挡等因素)影响较大,因此,所计算得出的实际距离值也是极其不稳定、不准确的,导致目前的蓝牙定位技术的缺点就是定位误差大、精度低、稳定性弱。

【发明内容】

[0004]为解决上述问题,本实用新型提供了一种室内定位终端,其特征在于包括:本地存储单元,存储一个或多个建筑物的室内地图数据;蓝牙单元,感测所述建筑物的室内每个蓝牙定位信标的广播信号,并输出基于所接收到的广播信号生成的对应的广播数据帧,其中所述广播信号中包含对应蓝牙定位信标的唯一 ID;定位处理单元,基于来自所述蓝牙单元的广播数据帧构成的指纹向量,生成定位坐标数据,并基于来自所述本地存储单元的所述室内地图数据生成指示所述定位坐标数据在所述室内地图中的位置的标识的局部地图文件;以及显示单元,基于来自所述定位处理单元的具有所述位置标识的局部地图文件,显示所述定位终端在室内地图中的位置。
[0005]根据本实用新型的室内定位终端,还包括无线通信单元,其接收来自所述定位处理单元的定位坐标数据,并将定位坐标数据传输给监控服务器。
[0006]根据本实用新型的室内定位终端,所述显示单元为一种可触摸输入的显示单元,其根据用户的触摸操作调取并显示所述本地存储单元所存储的室内地图,并且其根据用户的触摸操作调取并显示所述本地存储单元所存储的室内地图以及在所显示的室内地图上设置目标位置。
[0007]根据本实用新型的室内定位终端,所述室内地图数据包含对应建筑物的室内蓝牙定位信标的ID,其中所述ID数据格式包含其地理位置数据、楼层数据以及在楼层平面的坐标数据。
[0008]根据本实用新型的室内定位终端,还包括:GPS定位单元,其输出所述室内定位终端的初略位置;以及更新单元,其基于来自GPS定位单元的初略位置,通过无线通信单元从地图服务器中的室内地图数据库调取所述初略位置一定范围内的建筑物的室内地图,并存储到所述本地存储单元。
[0009]根据本实用新型的室内定位终端,还包括指纹数据生成单元,其基于来自所述蓝牙单元所生成的广播数据帧,生成多维指纹向量,并将所生成的指纹向量通过所述无线通信单元反馈到地图服务器中的室内地图数据库,从而更新地图数据库。
[0010]根据本实用新型的室内定位终端,所述蓝牙单元与所述蓝牙定位信标之间基于蓝牙低能耗BLE协议进行通讯。
[0011 ] 根据本实用新型的室内定位终端,还包括USB接口单元,其可以通过USB接口单元直接将室内地图文件存储在所述本地存储单元中。
[0012]根据本实用新型的室内定位终端,还包括绑定单元,其通过所述蓝牙单元将所述室内定位终端的ID绑定到控制设备,以便将所述定位处理单元生成的局部地图文件通过蓝牙通讯方式或所述无线通信单元的无线通讯方式发送到所述控制设备,以便显示在所述控制设备的显示单元上。
[0013]根据本实用新型的室内定位终端,还包括紧急呼叫按钮单元,在该紧急呼叫按钮被按下时,其通过所述无线通信单元将包含位置坐标信息的紧急呼叫信号发送到所述控制设备进行报警。
【附图说明】
[0014]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本实用新型的实施例,并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
[0015]图1是本实用新型的室内定位终端应用场景示意图;
[0016]图2所示的是根据本实用新型的定位终端的应用场景平面示意图。
[0017]图3所示的是根据本实用新型的定位终端的原理框图;
[0018]图4所示的是根据本实用新型的定位终端显示地图的示意图;
[0019]图5所示的是根据本实用新型的定位终端导航过程示意图。
【具体实施方式】
[0020]这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0021]在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本开。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
[0022]应当理解,尽管在本实用新型可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本实用新型范围的情况下,第一蓝牙信标也可以被称为第二蓝牙信标,类似地,第二蓝牙信标也可以被称为第一蓝牙信标。取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
[0023]为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型,下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0024]图1是本实用新型的室内定位终端应用场景示意图。如图1所示,在一个巨型的商场中,会分为多层,例如地上三层和地下两层,每层之间通过电梯或步行楼梯联通。地上的每层楼层平面内布置有众多商铺,供顾客光顾和挑选商品,地下楼层通常为停车场,人们在这种楼宇封空间中很容易迷失方向。因此人们迫切需要一种室内定位终端来获知自己在楼宇内的位置,以便能够进行导航从而更快到达自己所寻找的目的地。
[0025]图2所示的是根据本实用新型的定位终端的应用场景平面示意图。如图2所示,整个楼层分为多个功能区。在整个楼层部分均匀分布有多个蓝牙信标110-01、110-02...I1-N(以下简称为蓝牙信标110)。在该楼层的公共区域,显示有一个蓝牙终端标志100。该定位终端100 S卩使本实用新型所述的室内定位终端。用户通过手持或穿戴该室内定位终端100在该楼宇内走动,获取最近的几个蓝牙信标110广播的蓝牙信号,并通过所获得蓝牙信号中的已知位置信息来确定自己的位置。通常蓝牙信标110部署密度为每4-10平方米一个,一般为7平方米一个。这种部署方式可以使得定位终端的定位精度在I米以内的概率超过95%。
[0026]图3所示的是根据本实用新型的定位终端的配置结构图。如图3所示,根据本实用新型的定位终端具有如下构成元件:蓝牙单元10、定位处理单元15、显示单元20、本地存储单元25、GPS单元30、USB接口 35、有线/无线通讯单元40、指纹数据生成单元45、绑定单元55。
[0027]蓝牙单元10通过蓝牙通讯协议与蓝牙信标110进行通讯。定位终端100配置有蓝牙4.0模块,且其操作系统可以采用Android系统或1S系统。蓝牙信标110也配置有蓝牙4.0模块。蓝牙信标110周期性(例如以10ms、20ms、50ms。此外为了省电,也可以采用更长的周期,例如I Os。该周期可以根据情况进行调节。)使用2.4—2.485GHz的I SM波段的UHF无线电波向其周围空间广播无线信号。在蓝牙信标所广播的无线信号中附带有相应蓝牙信标的唯一设备ID。所述ID数据格式中除了该蓝牙信标的生产序列号之外,还包含其实际被布置在所在位置的地理位置数据、楼层数据(或者海拔高度数据)。如果需要,可以在该ID中包含该蓝牙信标在楼层平面中的三维坐标数据。根据本实用新型的定位终端100和蓝牙信标110都以低功耗蓝牙技术为基础。
[0028]当手持或穿戴定位终端的用户进入楼宇等建筑物内时,定位终端100内的蓝牙单元10以固定周期感测所述建筑物的室内每个蓝牙定位信标110所广播的基于蓝牙信号。所述广播信号中包含对应蓝牙定位信标110的唯一 ID以及强度RSSI。蓝牙单元10基于所接收到的广播信号生成的对应的广播数据帧,并将广播数据帧发送给定位处理单元15。
[0029]定位处理单元15解析所接收到广播数据帧,获取广播数据帧中的对应蓝牙信标的ID以及强度RSSI。定位处理单元15基于所解析出的蓝牙信标ID和对应的RSSI强度,选取最强的RSSI强度最大的三个蓝牙信标ID。定位处理单元15基于这三个蓝牙信标ID中所包含的物理地理位置以及RSSI强度,通过优化K近邻算法和卡尔曼滤波算法,得出精准的定位坐标值,而后在平面地图上标记该坐标位置,由此计算出定位终端的物理位置。
[0030]随后定位处理单元15基于所计算出的定位终端的物理位置调用本地存储单元25中存储的一个或多个建筑物的室内地图数据之一,通过定位处理单元15中的地图合成模块将定位终端的图标合成在所调用的地图中的所计算的定位终端的物理位置所对应的数值位置处,由此形成合成地图发送到显示单元20,以便将手持定位终端的用户自己的位置地图显示在显示单元20上,因此,用户能够准确获取自身的位置。
[0031]由于在同一楼层和相邻楼层内的蓝牙信标110很多,定位终端100的蓝牙单元10很可能接收到众多蓝牙信标110的广播信号,因此,蓝牙单元10会将满足一定阈值范围的RSSI强度的广播数据帧发送给定位处理单元15进行定位处理。这样通过去掉一部分RSSI强度弱的广播数据帧,可以降低定位处理单元15进行定位计算的速度,从而提高定位的实时性。
[0032]定位处理单元15除了将定位处理结果发送到显示单元外,还同时将所处理获得数据发送到指纹数据生成单元45。随后,指纹数据生成单元45就有所获得定位处理结果生成该定位终端出的指纹数据,并将指纹数据发送到本地存储单元25,以便更新该楼宇内的定位指纹数据。并且最终通过有线/无线通讯单元40或者USB接口 35将更新后的本地地图文件发送到室内地图数据库120,以便更新室内地图数据库120,由此形成一种能够直接进行在线学习和更新的室内地图库系统。
[0033]在定位设备100进入楼宇时,可以通过定位终端100的绑定单元55绑定到监控系统,或者绑定到监控服务器130。绑定方式可以通过定位设备的ID或者定位设备中安装的SIM卡来进行。具体绑定过程才可以采用本领域常规的方式来进行,因此不进行详细描述。
[0034]在定位终端100通过绑定单元55被绑定到监控服务器130之后,定位终端100的定位处理单元15会在将合成地图发送到显示单元20的同时将合成地图发送到监控服务器130上,显示在该服务器130的显示器上,以便监控人员监控该定位终端100的所在的位置,由此可以了解到持有或穿戴有该定位终端的人员的位置,以便实现对楼宇内人员的管理。监控服务器还可以基于该定位终端持有人的当前位置,调取在该位置附近的监控摄像头的监控视频,跟踪查看定位终端持有人的行为。
[0035]根据本实用新型的定位终端还包括一个GPS单元30,其可以通过GPS定位系统或北斗定位系统定位终端的大致位置。例如,用户可以在进入楼宇之前,通过开启该GPS单元30获取当前的地理位置。随后用户可以通过显示单元20中的触摸按钮输入调用命令,例如,在触摸显示单元20中触摸“调取”按钮,通过WIFI连接或者无线通讯单元40与室内地图库120进行通讯,获取在GPS单元30所定位的地理位置一定范围(例如方圆100m)内的所有楼宇的室内地图数据,存储在本地存储单元25内,从而可以实现室外和室内定位的无缝连接。
[0036]根据本实用新型的定位终端还包括一个紧急呼叫单元60,在被绑定到监控服务器130的情况下,当用户按下紧急呼叫单元60时,通过绑定单元55将紧急呼叫信号发送到监控服务器130,从而使得用户能够得到及时的救援。
[0037]如前所述,根据本实用新型的定位终端的显示单元20可以一种触摸显示单元。图4所示的是根据本实用新型的定位终端的显示单元显示室内地图的示意图。如图4所示,被显示的地图由于属于多楼层地图,因此采用分层显示的方式。根据实际需要,可以用户可以通过在屏幕上左右滑动手指来将楼宇不同楼层的平面图显示在最上层,也可以通过按压显示单元上的翻页功能键来依次显示不同楼层的平面地图。每层平面地图上不仅标示有各个商铺和商店的位置和名称,该地图数据还有各个蓝牙信标的标识以及与蓝牙信标的标识相关的ID数据。尽管如图4所示的数据显示为立体数据,但是在采用虚拟显示技术的情况下,用户可以直接看到立体数据的虚拟显示,从而可以通过手指的触动不同的楼层地图而直接选择楼层平面地图显示在最上层,而无需依次显示每个楼层来将所需的楼层平面地图显示在最上层。
[0038]根据本实用新型的定位终端的显示单元20的显示屏幕的显示模式可以采用多种显示模式。例如,可以在屏幕的四个角上布置四个功能按钮(图中未示出)。用户可以通过触摸其中一个角上的功能按钮“目的地”而进入目的地设置模式。在进入目的地设置模式下,用户可以在目的地选择目录中选在当前显示的室内地图中的任何目的地名称。在点击“确定”按钮后进行常规的路径设置。可替换地,可以在屏幕上显示当前室内地图时,通过用户触摸屏幕滑动选择目的地,点击目的地图标来确定目的地,由此进行常规的路径设置,实现导航。图5显示了室内导航的示意图。如图5所示,当用户手持定位终端行走于楼宇内时,开启定位终端。用户利用手持定位终端,通过室内蓝牙信标广播信号定位自身当前位置,例如在一层电梯口。随后在定位终端显示的地图,选择目的地标识,并将目的地标识设定为目的地,由此生成推荐的导航线路(如图中的箭头指示所示)。由此,用户可以根据导航线路找到目的地。
[0039]以上结合具体实施例描述了本实用新型的基本原理,但是,需要指出的是,对本领域的普通技术人员而言,能够理解本实用新型的方法和装置的全部或者任何步骤或者部件,可以在任何计算装置(包括处理器、存储介质等)或者计算装置的网络中,以硬件、固件、软件或者它们的组合加以实现,这是本领域普通技术人员在阅读了本实用新型的说明的情况下运用他们的基本编程技能就能实现的。
[0040]因此,本实用新型的目的还可以通过在任何计算装置上运行一个程序或者一组程序来实现。所述计算装置可以是公知的通用装置。因此,本实用新型的目的也可以仅仅通过提供包含实现所述方法或者装置的程序代码的程序产品来实现。也就是说,这样的程序产品也构成本实用新型,并且存储有这样的程序产品的存储介质也构成本实用新型。显然,所述存储介质可以是任何公知的存储介质或者将来所开发出来的任何存储介质。
[0041]还需要指出的是,在本实用新型的装置和方法中,显然,各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。并且,执行上述系列处理的步骤可以自然地按照说明的顺序按时间顺序执行,但是并不需要一定按照时间顺序执行。某些步骤可以并行或彼此独立地执行。
[0042]上述【具体实施方式】,并不构成对本实用新型保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种定位终端,其特征在于包括: 本地存储单元,存储一个或多个建筑物的室内地图数据,其与分别连接到有线/无线通讯单元、指纹数据生成单元、显示单元、USB接口 ; GPS定位单元,其输出所述室内定位终端的初略位置; 更新单元,其基于来自GPS定位单元的初略位置,通过有线/无线通信单元从地图服务器中的室内地图数据库调取所述初略位置一定范围内的建筑物的室内地图,并存储到所述本地存储单元; 蓝牙单元,感测所述建筑物的室内每个蓝牙定位信标的广播信号,并输出基于所接收到的广播信号生成的对应的广播数据帧,其中所述广播信号中包含对应蓝牙定位信标的唯一 ID; 定位处理单元,与所述蓝牙单元相连,并基于来自所述蓝牙单元的广播数据帧构成的指纹向量,生成定位坐标数据,并基于来自所述本地存储单元的所述室内地图数据生成指示所述定位坐标数据在所述室内地图中的位置的标识的局部地图文件; 绑定单元,其与所述定位处理单元和有线/无线通讯单元相连,通过所述蓝牙单元将所述室内定位终端的ID绑定到监控服务器,以便将所述定位处理单元生成的局部地图文件通过蓝牙通讯方式或所述无线通信单元的无线通讯方式发送到控制设备,以便显示在所述控制设备的显示单元上;以及 显示单元,与所述定位处理单元相连,基于来自所述定位处理单元的具有所述位置标识的局部地图文件,显示所述定位终端在室内地图中的位置,并且其根据用户的触摸操作调取并显示所述本地存储单元所存储的室内地图以及在所显示的室内地图上设置目标位置。2.根据权利要求1所述的定位终端,其特征还在于包括有线/无线通信单元,其接收来自所述定位处理单元的定位坐标数据,并将定位坐标数据传输给监控服务器。3.根据权利要求1所述的定位终端,其特征还在于所述室内地图数据包含对应建筑物的室内蓝牙定位信标的ID,其中所述ID数据格式包含其地理位置数据、楼层数据以及在楼层平面的坐标数据。4.根据权利要求2所述的定位终端,其特征在于还包括指纹数据生成单元,其基于来自所述蓝牙单元所生成的广播数据帧,生成多维指纹向量,并将所生成的指纹向量通过所述无线通信单元反馈到地图服务器中的室内地图数据库,从而更新地图数据库。5.根据权利要求2所述的定位终端,其特征在于所述蓝牙单元与所述蓝牙定位信标之间基于蓝牙低能耗BLE协议进行通讯。6.根据权利要求1所述的定位终端,其特征在于还包括USB接口单元,其可以通过USB接口单元直接将室内地图文件存储在所述本地存储单元。7.据权利要求1所述的定位终端,其特征在于还包括紧急呼叫按钮单元,在该紧急呼叫按钮被按下时,其通过所述无线通信单元将包含位置坐标信息的紧急呼叫信号发送到所述控制设备进行报警。
【文档编号】H04W4/04GK205681631SQ201620443834
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年5月16日 公开号201620443834.4, CN 201620443834, CN 205681631 U, CN 205681631U, CN-U-205681631, CN201620443834, CN201620443834.4, CN205681631 U, CN205681631U
【发明人】付强, 张小光, 姜言言, 贾雪静
【申请人】北京蜂鸟视图科技有限公司
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