定位方法，电子设备及存储介质与流程

1.本申请涉及室内定位领域，具体而言，涉及一种定位方法，电子设备及存储介质。


背景技术：

2.现有技术中，通常采用基于gps信号的方式或人工测量的方式对多个无线设备进行定位。然而，对于位于相对封闭的环境(例如，室内)中的多个无线设备而言，gps信号较弱，如果仍采用基于gps信号的方式对多个无线设备进行定位，则定位效果不佳，定位结果偏差较大，而如果采用人工测量的方式进行定位，则较为费时费劲。


技术实现要素：

3.本申请实施例的目的在于提供一种定位方法，电子设备及存储介质，用以改善现有技术中如果gps信号不好，则不易对无线设备进行定位的问题。
4.本申请提供一种定位方法，应用于多个无线设备中的每一设备，每一设备均用于与所述多个无线设备中除自身之外的其他设备无线连接，所述定位方法包括：确定自身与所述其他设备之间的距离；从所述其他设备中确定一待定位设备，并获取所述待定位设备与所述多个无线设备中的每一设备之间的距离；基于自身与所述其他设备之间的距离及所述待定位设备与所述多个无线设备中的每一设备之间的距离对所述待定位设备进行定位。
5.本申请中，对于多个无线设备中的每一无线设备而言，通过自身与其他设备(包括待定位设备)之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离，能够实现自动对待定位设备进行定位，由此，解决在gps信号较差的环境下，不易对无线设备进行定位的问题。
6.一实施例中，所述确定自身与所述其他设备之间的距离，包括：与所述其他设备进行时钟同步；播放音频信号，并记录所述音频信号的播放时刻；接收所述其他设备反馈的音频接收时刻，所述音频接收时刻为所述其他设备各自在接收到所述音频信号时所记录的时刻；基于所述播放时刻及所述音频接收时刻计算并记录自身与所述其他设备之间的距离。
7.本申请中，通过基于播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，可以在自身或者其他设备的位置发生变化之后，重新确定自身与其他设备之间的距离，由此，可以在一定程度上削弱无线设备的位置变化对待定位设备的定位所造成的影响，也即，即便自身或其他设备的位置发生变化，仍不影响对待定位设备的定位，从而提高定位适用性。
8.一实施例中，在所述播放音频信号，并记录所述音频信号的播放时刻之前，所述定位方法还包括：对所述音频信号进行载波调制。
9.一实施例中，经载波调制后的音频信号的频率大于20khz。
10.本申请中，通过使得经载波调制后的音频信号的频率大于20khz，能够避免用于确定自身与其他设备之间的距离的音频信号对用户造成声音干扰。
11.一实施例中，所述确定自身与所述其他设备之间的距离，包括：与所述其他设备进
行时钟同步；接收所述其他设备所播放的音频信号，并记录音频接收时刻；获取所述其他设备的音频播放时刻，所述音频播放时刻为所述其他设备各自在播放所述音频信号时所记录的时刻；基于所述音频播放时刻及所述音频接收时刻计算并记录自身与所述其他设备之间的距离。
12.本申请中，也可以通过其他设备播放用于确定无线设备相互之间的距离的音频信号，由此，提升定位方法的使用灵活性。
13.一实施例中，所述与所述其他设备的进行时钟同步，包括：发送第一无线帧至所述其他设备，以使所述其他设备基于所述第一无线帧实现与自身时钟同步，其中，所述第一无线帧携带有第一同步码；或者，接收所述其他设备发送的第二无线帧，所述第二无线帧携带有第二同步码；基于所述第二同步码，实现与所述其他设备时钟同步。
14.本申请中，通过携带有同步码的无线帧，能够实现自身与其他设备之间的时钟同步，由此，能够在基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位时，避免时钟不同步对定位所带来的不良影响。
15.一实施例中，所述与所述其他设备的进行时钟同步，包括：播放第一同步音频信号，所述第一同步音频信号调制有第一音频同步码，以使所述其他设备基于所述第一同步音频信号与自身时钟同步；或者，接收所述其他设备发送的第二同步音频信号，所述第二同步音频信号调制有第二音频同步码；解调所述第二同步音频信号，以获取所述第二音频同步码；基于所述第二音频同步码实现与所述其他设备时钟同步。
16.本申请中，基于调制有音频同步码的同步音频信号，能够实现自身与其他设备之间的时钟同步，由此，能够在基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位时，避免时钟不同步对定位所带来的不良影响。
17.一实施例中，所述接收所述其他设备发送的第二同步音频信号，包括：对所述第二同步音频信号进行下采样处理；复用自身的音频通道接收经下采样处理的所述第二同步音频信号。
18.一实施例中，所述基于所述音频播放时刻及所述音频接收时刻计算并记录自身与所述其他设备之间的距离，包括：获取硬件处理时间，所述硬件处理时间包括记录所述音频播放时刻及记录所述音频接收时刻的耗时；基于所述音频播放时刻，所述硬件处理时间，及所述音频接收时刻计算并记录自身与所述其他设备之间的距离。
19.本申请中，通过基于音频播放时刻，硬件处理时间及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，排除了硬件处理时间对距离计算的影响，从而在一定程度上提升计算所得距离的准确性。
20.本申请还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时，使得所述处理器执行上述定位方法。
21.本申请还提供一种存储有计算机可读指令的非易失性可读存储介质，所述计算机可读指令被处理器执行时，使得所述处理器执行上述定位方法。
22.本申请的一个或多个实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其它特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。
附图说明
23.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
24.图1为本申请一实施例提供的无线设备的结构示意图。
25.图2为本申请一实施例提供的定位方法的流程图。
26.图3为本申请一实施例提供的电子设备的结构框图。
27.图标：设备10；处理器11；存储器12；无线通信模块13；数据总线14；麦克风15；扬声器16。
具体实施方式
28.为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
29.本申请一实施例提供一种定位方法，应用于多个无线设备中的每一设备。多个无线设备相互之间无线连接。无线设备可以是手机，电脑，音箱或耳机、无线麦克风等。多个无线设备中的各无线设备可以是同一类型的设备，例如，均为手机；也可以是不同类型的设备，例如，其中至少一者为手机，其中至少一者为音箱或耳机等。
30.可以理解，根据设备类型的不同，不同的设备可以具有不同的结构和外观。本申请实施例仅针对多个无线设备为实现该定位方法所具有的共同结构进行介绍，而对多个无线设备由于设备类型的不同所呈现的不同不作限定。
31.请参阅图1，本实施例中，每一设备10均具有处理器11，存储器12及无线通信模块13。每一设备10内的处理器11，存储器12及无线通信模块13相互之间通信连接，例如，通过数据总线14通信连接。根据实际需要，每一设备10还可以具有麦克风15及扬声器16。每一设备10的麦克风15及扬声器16均与该设备10内的处理器11，存储器12及无线通信模块13通信连接，例如，通过数据总线14通信连接。在一些实施例，每一设备10的麦克风15及扬声器16先经过相应音频处理模块再通过数据总线14与该设备10内的处理器11，存储器12及无线通信模块13通信连接。
32.针对每一设备10而言，存储器12内存储有计算机可读指令；处理器11可以从存储器12中调用并执行该计算机可读指令；麦克风15用于采集音频信号，并将音频信号传输至处理器11进行处理；扬声器16用于在处理器11的控制下进行音频播放；无线通信模块13用于在处理器11的控制下向外发送无线信号，或者，接收无线信号并传输至处理器11进行处理。
33.本实施例中，每一设备10均可以通过各自的无线通信模块13与该多个无线设备中除自身之外的其他设备无线连接。需要说明的是，无线连接可以是bt(bluetooth，蓝牙连接)、ble(bluetoothlow energy，蓝牙低功耗连接)、ble mesh(蓝牙低功耗网络拓扑连接)、le音频，或wifi等。
34.接下来，对应用与多个无线设备中的每一设备10的定位方法进行介绍。
35.请参阅图1，该定位方法可以包括以下步骤。为便于说明，下面的描述中，设备10是指执行定位方法的设备，其他设备是指多个无线设备中与设备10无线连接的设备。
36.步骤s11，确定自身与其他设备之间的距离。
37.本实施例中，可以通过如下方式确定自身与其他设备之间的距离。
38.首先，与其他设备进行时钟同步。
39.本实施例中，可以通过发送第一无线帧至其他设备，以使其他设备基于第一无线帧实现与自身时钟同步，其中，第一无线帧携带有第一同步码；或者，通过接收其他设备发送的第二无线帧，第二无线帧携带有第二同步码，然后，基于第二同步码，实现与其他设备时钟同步。
40.可以理解，通过携带有同步码的无线帧，能够实现自身与其他设备之间的时钟同步，由此，能够在基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位时，避免时钟不同步对定位所带来的不良影响。
41.本实施例中，设备10的处理器11内可以包括通信连接的处理模块，时钟模块及时钟计数电路(硬件电路)。设备10在接收到第二同步码时，通过处理器11的处理模块完成基于第二同步码的同步处理。具体地，设备10通过硬件电路成功接收到第二同步码，时钟计数电路被触发，锁定并记录时钟模块在该时刻的时钟计数值。在第二同步码的发送设备(可以是其他设备中的任一设备)，其在前后两个第二同步码的发送时间间隔是固定的，比如，对于蓝牙而言，前后两个第二同步码的发送时间间隔可以是1.25ms，这个时间间隔是按同步码发送设备的时钟计数得到。在设备10，利用接收到不同帧之间第二同步码时锁定并记录的时钟计数值可以获得与第二同步码的发送设备之间时钟周期的差异，从而调整设备10的时钟，使之与第二同步码的发送设备之间时钟同步，从而实现时钟同步。
42.接着，播放音频信号，并记录音频信号的播放时刻。本实施例中，设备10在播放音频信号时，可以基于自身的处理器11的时钟模块及时钟计数电路记录下音频信号的播放时刻。具体地，设备10的处理器11还可以包括硬件模块，例如，dma模块。设备10的处理器11的处理模块由硬件模块触发控制扬声器16播放音频信号。当处理模块由硬件模块触发控制扬声器16播放音频信号时，时钟计数电路被触发，记录下该时刻时钟模块的时钟计数值，对应音频信号的播放时刻。扬声器16前可以设置有音频播放处理模块(未示出)。
43.接着，接收其他设备反馈的音频接收时刻，音频接收时刻为其他设备各自在接收到音频信号时所记录的时刻。本实施例中，其他设备在接收到前述音频信号时，可以记录下各自接收该音频信号的音频接收时刻，然后将音频接收时刻无线传输给设备10。
44.然后，基于播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离。本实施例中，可以求取音频接收时刻与播放时刻的差值，然后，将差值换算为标准时间下的时长，然后基于距离＝差值对应的标准时间下的时长*音速，求得距离。设备10的存储器12中可以预先存储有时钟计数与标准时间之间的换算关系。在求取到音频接收时刻与播放时刻的差值之后，设备10的处理器12基于该差值及该换算关系确定差值对应的标准时间下的时长。
45.需要说明的是，在将差值对应的标准时间下的时长可能包括硬件处理时间。因此，基于音频播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，包括：获取硬件处理时间，硬件处理时间包括记录音频播放时刻及记录音频接收时刻的耗时；基于音频
播放时刻，硬件处理时间，及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离。通过基于音频播放时刻，硬件处理时间及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，排除了硬件处理时间对距离计算的影响，从而在一定程度上提升计算所得距离的准确性。可以理解，由于音频信号的发送时刻、接收时刻是通过硬件触发得到，音频的收发在物理层也是由硬件完成，因此，硬件处理时间固定，可以预先存储在存储器12中。
46.可以理解，通过与其他设备进行时钟同步，使得音频信号的播放时刻与音频接收时刻为基于同一时钟基准进行计时，由此，便于基于播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离。另外，通过基于播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，可以在自身或者其他设备的位置发生变化之后，重新确定自身与其他设备之间的距离，由此，可以在一定程度上削弱无线设备的位置变化对待定位设备的定位所造成的影响，也即，即便自身或其他设备的位置发生变化，仍不影响对待定位设备的定位，从而提高定位适用性。
47.可以理解，在播放音频信号，并记录音频信号的播放时刻之前，可以先对音频信号进行载波调制。可选地，经载波调制后的音频信号的频率大于20khz。通过使得经载波调制后的音频信号的频率大于20khz，能够避免用于确定自身与其他设备之间的距离的音频信号对用户造成声音干扰。
48.本实施例中，还可以通过如下方式确定自身与其他设备之间的距离。
49.首先，与其他设备进行时钟同步。具体内容参前述与其他设备进行时钟同步的相关介绍，在此不再赘述。
50.接着，接收其他设备所播放的音频信号，并记录音频接收时刻。本实施例中，设备10在接收到其他设备播放的音频信号时，可以基于自身的处理器11所包括时钟模块及时钟计时电路记录下音频接收时刻。
51.接着，获取其他设备的音频播放时刻，音频播放时刻为其他设备各自在播放音频信号时所记录的时刻。本实施例中，其他设备可以播放音频信号时，基于各自的时钟模块及时钟计时电路记录下各自的音频播放时刻，然后将音频播放时刻无线传输给设备10。
52.然后，基于音频播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离。具体内容参前述距离计算的相关介绍，在此不再赘述。
53.基于前述两个示例可知，不仅可以通过自身播放音频信号并记录下音频播放时刻，然后接收其他设备反馈的音频接收时刻，基于播放时刻及音频接收时刻计算自身与其他设备之间的距离，还可以通过接收其他设备所播放的音频信号，并记录音频接收时刻，然后，获取其他设备的音频播放时刻，并基于音频播放时刻及音频接收时刻计算并记录自身与其他设备之间的距离，由此，提升定位方法的使用灵活性。
54.可以理解，其他实施例中，还可以通过播放第一同步音频信号，第一同步音频信号调制有第一音频同步码，以使其他设备基于第一同步音频信号与自身时钟同步；或者，通过接收其他设备发送的第二同步音频信号，第二同步音频信号调制有第二音频同步码，接着，解调第二同步音频信号，以获取第二音频同步码，然后，基于第二音频同步码实现与其他设备时钟同步。需要说明的是，为了得到较为精准的时刻，同步音频信号通常工作在较高采样率上，因此，接收其他设备发送的第二同步音频信号可以包括对第二同步音频信号进行下采样处理，以及复用自身的音频通道接收经下采样处理的第二同步音频信号。
55.可选地，第一音频同步码和/或第二音频同步码被带现在频率f1内。调制有第一音频同步码的第一音频同步信号和/或调制有第二音频同步码的第二音频同步信号，满足fc>20khz+f1，其中，fc为第一音频同步信号或第二音频同步信号。其他设备基于第一同步音频信号与设备10时钟同步可以包括对第一同步音频信号进行解调，得到第一音频同步码，及将第一音频同步码与各自本地的音频同步码进行互相关处理，由此，实现与设备10时钟同步。设备10基于第二音频同步码实现与其他设备时钟同步均可以包括将第二音频同步码与本地的音频同步码进行互相关处理，由此，实现与其他设备时钟同步。可以理解，互相关处理的具体内容为本领域现有技术，在此不作展开说明。
56.本申请实施例中，通过基于调制有音频同步码的同步音频信号，能够实现自身与其他设备之间的时钟同步，由此，能够在基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位时，避免时钟不同步对定位所带来的不良影响。
57.步骤s12，从其他设备中确定一待定位设备，并获取待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离。
58.本实施例中，处理器可以从其他设备中随机地确定一待定位设备。
59.其他实施例中，每一设备还可以包括显示屏及人机交互装置(例如，按键，触控屏等)。此时，可以将多个无线设备以清单或列表的形式显示在显示屏上，用户可以基于所显示的清单或列表，通过人机交互装置从中选择一个设备作为待定位设备，处理器在接收到用户的选择指令时，将用户所选择的设备确定为待定位设备。
60.本实施例中，多个无线设备中的每一设备可以预先通过前述的距离确定方法确定出与多个无线设备中的其他设备之间的距离，并生成相应的距离信息表；然后，将距离信息表发送给与自身无线连接的其他设备。距离信息表中可以包含自身的身份信息(例如，设备id)以及自身与多个无线设备中的其他设备之间的距离。其他设备在收到距离信息表之后可以将所接收的距离信息表存储至自身的存储器。
61.处理器在确定出待定位设备之后，可以从存储器查找与待定位设备对应的距离信息表，由此，获取待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离。
62.步骤s13，基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位。
63.本实施例中，可以基于自身与其他设备之间的距离，以及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离，确定出自身及待定位设备各自与多个无线设备中除自身及待定位设备之外的其他设备之间的相对位置关系或相对方位，由此，最终确定出待定位设备的位置，实现对待定位设备的定位。
64.需要说明的是，本申请实施例中，基于自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离对待定位设备进行定位是指确定出待定位设备相对于自身的位置。因此，设备10在获得自身与其他设备之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离之后，可以基于数学及几何理论(例如，三角形理论等)，以自身与待定位设备的连线为三角形的一条边，以自身到第三设备(从多个设备中除自身与待定位设备之外的剩余设备选出)的连线为三角形的另一条边，以待定位设备到第三设备的连线为三角形的第三条边，构建三角形来确定待定位设备与自身及第三设备的相对位
置关系，然后采用相同的方式，从多个设备中除自身与待定位设备之外的剩余设备选出第四设备及第五设备等，通过将自身与待定位设备及第四设备或第五设备等构建三角形，进一步明确待定位设备相对于自身的位置，从而提升对待定位设备定位的准确性。
65.本申请实施例中，对于多个无线设备中的每一无线设备而言，通过自身与其他设备(包括待定位设备)之间的距离及待定位设备与多个无线设备中的每一设备之间的距离，能够实现自动对待定位设备进行定位，由此，解决在gps信号较差的环境下，不易对无线设备进行定位的问题。
66.上述定位方法可以实现为一种计算机可读指令的形式，计算机可读指令可以在如图3所示的电子设备上运行。
67.本申请实施例还提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机可读指令，该处理器执行该程序时实现上述的定位方法。
68.图3为根据本申请的一个实施例的电子设备的内部结构示意图，电子设备可以为服务器。请参阅图3，该电子设备包括通过系统总线连接的处理器、非易失性存储介质、内存储器、输入装置、显示屏和网络接口。其中，该电子设备的非易失性存储介质可存储操作系统和计算机可读指令，该计算机可读指令被执行时，可使得处理器执行本申请各实施例的一种定位方法，该方法的具体实现过程可参考图2的具体内容，在此不再赘述。该电子设备的处理器用于提供计算和控制能力，支撑整个电子设备的运行。该内存储器中可储存有计算机可读指令，该计算机可读指令被处理器执行时，可使得处理器执行一种定位方法。电子设备的输入装置用于各个参数的输入，电子设备的显示屏用于进行显示，电子设备的网络接口用于进行网络通信。本领域技术人员可以理解，图3中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的电子设备的限定，具体的电子设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
69.基于同一发明构思，本申请实施例提供的一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，该程序被处理器执行时实现上述的定位方法中的步骤。
70.如此处所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用可包括非易失性。合适的非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。
71.在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
72.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
73.再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部
分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
74.在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
75.以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。