一种定位方法、定位网络和定位系统与流程

本发明涉及定位领域，尤其涉及一种定位方法、定位网络和定位系统。

背景技术：

虚拟现实(英文：Virtual Reality；简称：VR)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，通过交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中，为用户带来超越真实生活环境的感官体验。在视觉方面而言，虚拟现实技术利用计算机设备生成虚拟场景的图像，并通过光学器件将图像光线传递到人眼，使得用户能够在视觉上能够完全感受该虚拟场景。

目前，一般还会通过定位基站来实时检测虚拟现实设备的位置变化，从而根据位置变化向用户提供相应变化的虚拟场景的图像，从而为用户提供更真实的虚拟现实体验，而单一定位基站的定位范围有限，若需要实现在较大范围内的定位，则会通过多个定位基站协同来检测虚拟现实设备在定位范围内的位置变化，也即多个定位基站对虚拟现实设备进行定位。

为了保证定位的准确性，多个定位基站一般采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，也即首先1号定位基站向四周发送定位信号，接着2号定位基站向四周发送定位信号，然后3号定位基站向四周发送定位信号，以此类推，直到所有定位基站都发送一次定位信号后，所有定位基站再进行下一轮的定位信号发送动作，也就是说，对位于某一个区域的虚拟现实设备而言，假设其仅仅能够接收到一个定位基站发送的定位信号，则其收到定位信号的间隔时间与定位基站的数量正相关，定位结果的延迟较大，从而导致虚拟现实设备无法及时根据位置变化向用户提供相应变化的虚拟场景的图像，继而影响用户的虚拟现实体验。

因此，现有技术中存在因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种定位方法、定位网络和定位系统，解决了现有技术中存在的因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题。

为了实现上述发明目的，本发明第一方面提供了一种定位方法，其特征在于，包括：

在定位终端进入定位基站网络的定位范围时，通过预定位网络确定所述定位终端位于所述定位范围中的第一区域；

控制所述定位基站网络中第一类定位基站对所述定位终端进行定位，所述第一类定位基站用于对所述第一区域进行定位。

可选地，所述定位基站网络中的定位基站通过以下步骤自建立拓扑结构：

依次控制每个定位基站对其他定位基站进行定位，获得每个定位基站与被其定位的定位基站之间的相对位置关系；

统计所有定位基站对应的相对位置关系，建立所述定位基站网络的拓扑结构。

可选地，在建立所述定位基站网络的拓扑结构之后，所述方法还包括：建立所述预定位网络的拓扑结构；以及将所述预定位网络的坐标系与所述定位基站网络的坐标系进行对应。

可选地，所述预定位网络由至少4个ZigBee模块、至少4个磁场发生器、至少4个WIFI热点或至少4个UWB基站中的至少一类组成，所述通过预定位网络确定所述定位终端位于所述定位范围的第一区域，具体包括：

根据所述定位终端接收定位基站网络中至少4个不共面的ZigBee模块的ZigBee信号时的接收信号强度，确定所述到所述定位终端位于所述第一区域；和/或

根据所述定位终端接收到所述定位基站网络中至少4个不共面的磁场发生器的磁场信号时的接收信号强度，确定所述定位终端位于所述第一区域；和/或

根据所述定位终端接收到所述定位基站网络中至少4个不共面的WIFI热点的信号时的接收信号强度，确定所述定位终端位于所述第一区域；和/或

通过至少4个不共面的UWB基站接收所述定位终端发送的UWB脉冲信号数据，确定所述定位终端位于所述第一区域。

可选地，所述控制所述定位基站网络中位于所述第一区域附近的定位基站对所述定位终端进行定位，具体包括：

确定所述第一区域附近的第一类定位基站；

控制所述第一类定位基站处于工作状态，以及控制所述定位基站网络中除所述第一类定位基站之外的其他定位基站处于非工作状态。

可选地，在对所述定位终端进行定位的过程中，在确定所述定位终端由所述第一区域向第二区域移动时，所述方法还包括：

确定所述第二区域附近的第二类定位基站，所述第二类定位基站用于对所述第二区域进行定位；

控制所述第二类定位基站由所述非工作状态调整为所述工作状态。

本发明第二方面提供了一种定位网络，其特征在于，包括：

定位基站网络，包括多个定位基站，每个定位基站上设置有定位信号发送装置和定位信号接收装置；

预定位网络，包括多个预定位基站；

数据处理设备，分别与所述多个定位基站和所述多个预定位基站相连，用于在定位终端进入定位基站网络的定位范围时，通过预定位网络确定所述定位终端位于所述定位范围中的第一区域，并控制所述定位基站网络中第一类定位基站对所述定位终端进行定位，所述第一类定位基站用于对所述第一区域进行定位。

可选地，所述数据处理设备具体还用于依次控制每个定位基站对其他定位基站进行定位，获得每个定位基站与被其定位的定位基站之间的相对位置关系，并统计所有定位基站对应的相对位置关系，建立所述定位基站网络的拓扑结构。

可选地，所述数据处理设备具体还用于在建立所述定位基站网络的拓扑结构之后，建立所述预定位网络的拓扑结构，以及将所述预定位网络的坐标系与所述定位基站网络的坐标系相对应。

可选地，所述预定位网络由至少4个ZigBee模块、至少4个磁场发生器、至少4个WIFI热点或至少4个UWB基站中的至少一类组成。

可选地，所述数据处理设备具体用于确定所述第一区域附近的第一类定位基站，并控制所述第一类定位基站处于工作状态，以及控制所述定位基站网络中除所述第一类定位基站之外的其他定位基站处于非工作状态。

可选地，所述数据处理设备具体还用于在对所述定位终端进行定位的过程中，在确定所述定位终端由所述第一区域向第二区域移动时，确定所述第二区域附近的第二类定位基站，并控制所述第二类定位基站由所述非工作状态调整为所述工作状态。

本发明第三方面提供了一种定位系统，包括：

至少一个定位终端；

如第二方面所述的定位网络。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了先通过预定位网络确定定位终端位于定位范围中的第一区域，再控制用于对第一区域进行定位的第一类定位基站对定位终端进行定位的技术方案，避免了预定位网络所采用的定位方式的定位精度较低的缺陷，同时避免了定位基站网络所采用的定位方式的定位速度较慢的缺陷，仅通过第一类定位基站对定位终端进行定位，无需第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描，所以减少了第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描定位时花费的时间，明显降低了延迟，从而解决了现有技术中存在的因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题，实现了能够较快、较精确地对定位终端进行定位的目的。

附图说明

图1为本发明实施例提供的定位方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的定位基站网络的示意图；

图3A为本发明实施例提供的定位基站的示意图；

图3B为本发明实施例提供的定位基站上出射的三个激光信号的俯视图；

图3C为本发明实施例提供的定位基站上第一扫描平面和第二扫描平面的位置关系的正视图；

图3D为本发明实施例提供的定位基站通过激光进行扫描时的原理图；

图4A为本发明实施例提供的磁场发生器的结构示意图；

图4B为本发明实施例提供的磁场信号接收器的一种结构示意图；

图5为本发明实施例提供的由UWB基站组成的预定位网络的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种定位方法、定位网络和定位系统，解决了现有技术中存在的因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题。

请参考图1，图1为本发明实施例提供的定位方法的流程图，如图1所示，该定位方法包括：

S1：在定位终端进入定位基站网络的定位范围时，通过预定位网络确定定位终端位于定位范围中的第一区域；

S2：控制定位基站网络中第一类定位基站对定位终端进行定位，第一类定位基站用于对第一区域进行定位。

在具体实施过程中，定位终端可以是虚拟现实设备如头戴式显示设备、操作手柄等等，在此不做限制。

在具体实施过程中，定位基站网络由多个定位基站组成，该定位基站网络的定位范围是由该多个定位基站各自的定位范围共同组成的，定位基站可以根据实际情况，采用激光、激光和超声波或激光和磁场等方式对定位终端进行定位，在此不做限制。当然，需要说明的是，根据所采用的定位方式的不同，定位终端和定位基站需要各自采用相应的硬件装置，例如采用激光的方式进行定位，则需要在定位终端和定位基站上分别设置激光发射器和激光接收器，若采用激光和超声波的方式，则需要在定位终端和定位基站上分别设置激光发射器和激光接收器、超声波发射器和超声波接收器，等等，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，定位基站网络的拓扑结构可以是用户预先设定的，即将每个定位基站放置在其预先设置的位置，也可以不预先设置定位基站的位置，而是在放置好定位基站后，定位基站网络自动地建立拓扑结构。

请参考图2，图2为本发明实施例提供的定位基站网络的示意图，如图2所示，该定位基站网络包括8个定位基站，分别标号为0-7，每个定位基站可以包括工作状态、被定位状态和待机状态这3种工作状态，工作状态是指定位基站发送定位信号的状态，被定位状态是指定位基站接收定位信号的状态，待机状态是指定位基站既不发送定位信号、也不接收定位信号的状态。

在具体实施过程中，该定位基站网络的拓扑结构可以由用于预先设定，也可以由定位基站网络自建立，在此不做限制。

首先介绍由用户确定该定位基站网络的拓扑结构的过程：可以由用户将该8个定位基站分别设置到预先设定的位置上，例如预先设置好0-7号定位基站的具体位置，这样，0-7定位基站的相对位置关系也确定了，即能够建立起定位基站网络的拓扑结构。

再介绍由定位基站网络自动确定该定位基站网络的拓扑结构的过程，具体可以包括如下步骤：依次控制每个定位基站对其他定位基站进行定位，获得每个定位基站与被其定位的定位基站之间的相对位置关系；统计所有定位基站对应的相对位置关系，建立所述定位基站网络的拓扑结构。

在具体实施过程中，定位基站可以采用多种定位方式，例如可以采用激光、激光和超声波或激光和磁场等方式对定位终端进行定位等等，在此将介绍采用激光进行定位的示意图，请参考图3A-图3C，图3A为本发明实施例提供的定位基站的示意图，图3B为本发明实施例提供的定位基站上出射的三个激光信号的俯视图，图3C为本发明实施例提供的定位基站上第一扫描平面和第二扫描平面的位置关系的正视图，如图3A所示，该定位基站上包括底座201和设置于底座201上的旋转轴202，以及设置在旋转轴202上的3个激光扫描器，分别为第一激光扫描器203、第二激光扫描器204和第三激光扫描器205，每个激光扫描器出射的激光扫描线都会形成一个扫描平面，也就是说，在本实施例中，定位信号发送装置具体为该3个激光扫描器，请同时参考图3B和图3C，第一激光扫描器203出射的第一扫描线形成第一扫描平面301，第二激光扫描器204出射的第二扫描线形成第二扫描平面302，第三激光扫描器205出射的第三扫描线形成第三扫描平面303，为了保证定位效果，对于第一扫描平面301、第二扫描平面302和第三扫描平面303有如下限制：第一扫描线的出射方向与旋转轴的轴心到第一位置的方向不重合，第二扫描线的出射方向与旋转轴到第二位置的方向不重合，第一扫描平面301和第二扫描平面302与同一水平面的两条交线平行；第一扫描平面301、第二扫描平面302和第三扫描平面303均不垂直于与旋转轴202的轴心，且第一扫描平面301、第二扫描平面302和第三扫描平面303至少有一个平面不平行于旋转轴的轴心。

请继续参考图3A，如图3A所示，定位基站的底座201上设置有多个光敏传感器206，多个光敏传感器206围绕底座201一圈，也即本实施例中的定位信号接收装置为多个光敏传感器206，从而保证能够接收到任意方向的定位基站发送的激光定位信号，从而被其他定位基站定位。当然，在其他实施例中，根据定位基站所采用的定位方式不同，定位信号发送装置和定位信号接收装置也会相应设置为与定位方式对应的结构，在此就不再赘述了。

可以看出，通过如图3A-图3C所示的定位基站，定位基站即能够发出激光信号对其他定位基站进行定位，也能够接收其他定位基站发出的激光信号被其他定位基站定位，在此就不再赘述了。

请继续参考图1，如图1所示，在8个定位基站被放置到一预设空间后，数据处理设备可以依次控制每个定位基站对其他定位基站进行定位，具体来讲，以0号基站为第一个定位基站为例，首先，数据处理设备先向0号基站发送进入工作状态的控制信号，同时向除0号定位基站之外的其他定位基站发送进入被定位状态的控制信号，这样，0号基站即会通过定位信号发送装置向0号定位基站的定位范围发送定位信号，其他定位基站例如1号定位基站若接收到该定位信号，则可以向数据处理设备发送确认信息，确认信号例如可以包括定位基站自身的标志信息、3束激光扫描线的发送时间和接收时间等等，数据处理设备即能够根据1号定位基站发送的确认信息，确定1号定位基站相对于对其进行定位的0号定位基站的位置；然后，数据处理设备即能够向1号定位基站发送进入工作状态的控制信号，同时向除1号定位基站之外的其他定位基站发送进入被定位状态的控制信号，其他定位基站如2号定位基站在接收到1号定位基站发送的定位信号后，即会向数据处理设备发送确认信息，数据处理设备即能够根据2号定位基站发送的确认信息，确定2号定位基站相对于对其进行定位的1号定位基站的相对位置；以此类推，直到定位基站网络中所有定位基站都收到一次进入定位状态的控制信号并发送定位信号，这样，数据处理设备即能够根据每个定位基站发送的确认信息，确定每个基站与对其进行定位的定位基站之间的相对位置关系，这样，统计所有定位基站对应的相对位置关系，即能够建立定位基站网络的拓扑结构。

在本实施例中，请参考图3D，图3D为本发明实施例提供的定位基站通过激光进行扫描时的原理图，如图3D所示，0号定位基站的旋转轴202按逆时针的方向进行旋转，第一扫描平面301和第二扫描平面302分别扫描过1号定位基站时的平面分别为301’和302’，平面301’和平面302’的交线即1号定位基站在水平方向上的投影，也即确定了1号定位基站在水平方向上的投影，同时，根据第三扫描平面303扫描过1号定位基站时的平面与平面301’或平面302’的相交线，可以获得1号定位基站相对于0号定位基站的方向向量，该方向向量结合1号定位基站在水平方向上的投影，即能够确定1号定位基站相对于0号定位基站的位置，当然，后续其他定位基站的定位过程与之类似，在此就不再赘述了。在其他实施例中，根据定位基站所采用的定位方式不同，具体的定位过程也不相同，以采用激光和超声波的定位方式为例，会同时利用激光和超声波来进行定位，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，若一个定位基站发送的定位信号没有被其他定位基站接收到，并且该定位基站也没有接收到其他定位基站发送的定位信号而没有向数据处理设备发送确认信息，也即数据处理设备能够确定该定位基站不能够对其他定位基站进行定位，同时不能够被其他定位基站进行定位时，则数据处理设备可以生成对应的提示信息，以提示用户该定位基站无法加入到定位基站网络中，提示信息例如可以通过灯光、图像、声音和/或振动等方式对用户进行提示，在此就不再赘述了。

当然了，在其他实施例中，如前，定位基站还可以采用其他定位方式，例如以激光+超声波为例，则是通过激光扫描确定方位，同时通过超声波确定距离，这样也能够实现进行定位的目的，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，若存在既不能够对其他定位基站进行定位、也不能够被其他定位基站进行定位的定位基站，则表明该定位基站无法与其他定位基站建立联系，因此可以生成对应的提示信息，例如声音信息、灯光信息等等，以提示用户，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，还可以在定位基站网络中每个定位基站上设置惯性测量单元(英文：Inertial measurement unit；简称：IMU)，惯性测量单元是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，可以用于监测每个定位基站的位置变化，例如可以包括三个单轴的加速度计、三个单轴的陀螺仪和三轴地磁传感器，当然，可以根据实际情况进行增减，在此不做限制；这样，在建立定位基站网络的拓扑结构后，数据处理设备即能够接收惯性检测单元的反馈数据，并根据反馈数据计算对应基站的位移数据，重新确定对应基站的位置，重新建立定位基站网络的拓扑结构。

以定位基站网络中的第一定位基站为例，在通过第一惯性测量单元确定第一定位基站的位置发生变化时，如通过第一惯性测量单元确定第一定位基站由静止状态变化为运动状态，再由运动状态变化为静止状态，也即通过第一惯性测量单元获取到的位置变化信息表明第一定位基站发生了一次运动，则可以通过定位基站网络中除第一定位基站之外的其他定位基站依次扫描，这样，在检测到某一个定位基站能够扫描到第一定位基站时，即能够重新确定第一定位基站的位置，或者通过第一定位基站扫描其他定位基站，在扫描到某一个位置已知的定位基站时，即能够反向确定第一定位基站的位置，从而重新确定了第一定位基站的位置，这样，在重新确定了第一定位基站的位置后，最后即能够根据重新确定的第一定位基站的位置，重新建立定位基站网络的拓扑结构，在此就不再赘述了。

在另一实施例中，若根据设置于第一定位基站上的第一惯性测量单元的信息，如第一定位基站移动而触发第一惯性测量单元生成对应的信息，则确定第一定位基站的位置变化信息，例如具体是向哪一个方向移动，移动的大致距离是多少等等，再根据第一定位基站的位置变化信息，确定第一定位基站移动后距离最近的定位基站，当然，此处所指距离最近的定位基站是指已经确定了位置且加入了拓扑结构的定位基站，在通过距离最近的定位基站对第一定位基站进行定位，或者由第一定位基站对距离最近的定位基站进行定位而反向确定自己的位置，从而能够重新确定第一定位基站的位置，最后根据重新确定的第一定位基站的位置，重新建立定位基站网络的拓扑结构。

可以看出，在建立定位基站网络的拓扑结构之后，若其中定位基站的位置发生变动，则很容易能够确认定位基站变动后的位置，继而对该定位基站进行重新定位，在根据重新确定的定位基站的位置，重新建立定位基站网络的拓扑结构，响应速度快，增强了定位基站网络的稳定性。

在具体实施过程中，预定位网络可以由至少4个ZigBee模块、至少4个磁场发生器、至少4个WIFI热点或至少4个UWB基站中的至少一类组成，在接下来的部分中，将分别进行介绍。

ZigBee模块是集成了ZigBee协议、程序、射频和芯片的电路集合，其既能够发送ZigBee信号也能够接收ZigBee信号，至少4个ZigBee模块能够组成一个ZigBee网络，也即预定位网络可以由至少4个ZigBee模块组成，其中每个ZigBee模块在该ZigBee网络中的位置可以由用户进行设定，例如可以对多个ZigBee模块按照自然数进行编号，再根据用户的设定值确定整个ZigBee网络中每个ZigBee模块的位置，从而建立ZigBee网络，也即预定位网络的拓扑结构，最后将该ZigBee网络的坐标系与前述介绍的定位基站网络的坐标系进行相对应，例如，在定位基站网络中的一个定位基站上设置一个ZigBee模块，通过确定该定位基站上的ZigBee模块在ZigBee网络中的坐标，即能够ZigBee网络的坐标系和定位基站网络的坐标系对应起来，在此就不再赘述了。

在实际应用中，为了节省时间，同时提高建立的ZigBee网络的拓扑结构的精确性，可以由ZigBee网络自建立拓扑结构，例如，通过1号ZigBee模块接收另外4个不共面的ZigBee模块发送的ZigBee信号时的接收信号强度(英文：Received Signal Strength；简称：RSS)，即能够确定该ZigBee模块的位置，也即ZigBee网络自建立拓扑结构的方式至少需要5个ZigBee模块，以此类推，直到确定整个ZigBee网络中每个ZigBee模块的位置，也就是说，在确定一个ZigBee网络对应的坐标系之后，即能够确定该ZigBee网络中每个ZigBee模块的坐标，从而建立预定位网络的拓扑结构，最后将该ZigBee网络的坐标系与前述介绍的定位基站网络的坐标系进行对应的过程，在前述部分已经进行了详细介绍，在此就不再赘述了。

当然了，定位终端上也需要设置有一个ZigBee模块，这样，当定位终端进入定位基站网络的定位范围时，即能够通过预定位网络，也即ZigBee网络预先确定定位终端位于定位范围的第一区域，需要说明的是，此处的“第一”仅仅是一个指代，实际上定位终端从定位基站网络的定位范围的任意区域进入，都能够被ZigBee网络监测到，具体地，可以是根据定位终端接收到预定位网络中至少4个不共面的ZigBee模块的ZigBee信号时的接收信号强度，通过RSS(英文：Received Signal Strength；中文：接收信号强度)算法，确定定位终端位于第一区域，在此就不再赘述了。

RSS算法具体可以包括两种计算方式，第一种是依据信号传播的经验模型或者数学模型，将测量到的RSS数据映射为距离参数，从而根据不同的位置估算方法，如三边定位、三点定位或到达时间定位等方法，来确定定位终端的位置；第二种是指纹库的方法，先记录在预定位网络的定位范围内各个区域中定位终端接收到的来自各个用于定位的ZigBee模块的RSS数据，生成离线指纹库，该离线指纹库详细表述了预定位网络的定位范围内RSS信息与位置空间的对应关系，这样，在定位终端进入预定位网络的定位范围时，接收预定位网络，也即ZigBee网络中各个ZigBee模块发来的RSS数据，同时与前述的离线指纹库进行匹配，从而利用概率或者确定性匹配算法来确定定位终端的位置。第二种算法由于没有利用RSS数据和距离之间的不确定性关系模型来计算，定位精度更高。

请参考图4A，图4A为本发明实施例提供的磁场发生器的结构示意图，如图4A所示，该磁场发生器的发射线圈的结构为三个正交方式固定的线圈，在具体实施过程中，三个线圈可以按预设时序轮流发射具有相同频率的、强度已知的磁场信号，也可以同时发射不同频率、强度已知的磁场信号，在此不做限制。

预定位网络可以包括至少4个磁场发生器，并由用户手动设置至少4个磁场发生器之间的相对位置关系，从而根据该相对位置关系建立由至少4个磁场发生器组成的预定位网络的拓扑结构，再将该预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系进行对应，例如将其中一个磁场发生器设置在定位基站网络中的一个定位基站或者定位基站网络中的一个预设点上，即能够将预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系对应起来；在另一实施例中，也可以是在预定位网络中的每个磁场发生器上都设置一个磁场信号接收器，这样，以设置有一个磁场信号接收器的1号磁场发生器为例，根据磁场信号接收器接收到另外4个不共面的磁场发生器发送的磁场信号时的接收信号强度，确定该1号磁场发生器相对于其他磁场发生器的位置，也即由磁场发生器组成的预定位网络自建立拓扑结构的方式至少需要5个设置有磁场信号接收器的磁场发生器，以此类推，直到确定整个预定位网络中磁场发生器的位置，从而建立预定位网络的拓扑结构，后续步骤将预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系进行对应的过程就不再赘述了。

定位终端上可以设置与图4A所示的结构相同的磁场信号接收器，从而能够接收磁场发生器发出的磁场信号。在具体实施过程中，为了减小接收线圈体积，增加磁导率，同时方便线圈缠绕，可以在磁场信号接收器中的接收线圈中心设置一个正方形或圆形的铁氧体磁芯，请参考图4B，图4B为本发明实施例提供的磁场信号接收器的一种结构示意图。磁场测距原理：根据毕-萨-拉定律和法拉第电磁感应定律推导而来，根据这两个定律可以推导出磁场测距在空间传播时的衰减规律，可以较精准的得出磁场发射源和磁场接收端之间的物理距离，本结论在学术上已经经过反复证明，属于已知技术，所以推导过程和公式不在本文中进行详述。

这样，在设置有磁场信号接收器的定位终端进入定位基站网络的定位范围后，即能够通过由至少4个磁场发生器组成的预定位网络预先确定定位终端位于定位范围的第一区域，具体地，可以是根据定位终端接收到预定位网络中至少4个不共面的磁场发生器的磁场信号时的接收信号强度，通过前述部分介绍的RSS算法，从而确定定位终端位于第一区域，在此就不再赘述了。

WIFI热点(英文：Access Point)是指利用WIFI技术，向电脑、手机等终端提供连接网络的设备，如无线路由器等等，其能够向终端发送数据，也能够接收其他WIFI热点发送的数据，这样，至少4个WIFI热点即能够组成一个预定位网络。

在一实施例中，可以由用户手动设置至少4个WIFI热点之间的相对位置关系，从而根据该相对位置关系建立由至少4个WIFI热点组成的预定位网络的拓扑结构，再将该预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系进行对应，即能够将预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系对应起来；在另一实施例中，也可以开启WIFI热点接收其他WIFI热点的数据的功能，这样，每个WIFI热点都能够获得其他WIFI热点广播的热点名称、接收信号强度等数据，对所有WIFI热点按照自然数进行编号后，以其中的1号WIFI热点为例，1号WIFI热点接收到另外4个不共面的WIFI热点广播的热点名称、接收信号强度后，当然，还需要在先已知另外4个不共面的WIFI热点的发射功率，即可以根据信号强度与发射功率，确定距离每个WIFI热点的距离，这样，在1号WIFI热点确定与另外4个不共面的WIFI热点之间的相对位置关系后，即能够确定1号WIFI热点的位置，以此类推，即能够建立由WIFI热点组成的预定位网络的拓扑结构，当然，这种能够自建立拓扑结构的预定位网络需要至少5个WIFI热点。

当然，定位终端上需要设置能够接收到WIFI热点广播的数据的接收装置，这样，当定位终端进入到定位基站网络的定位范围时，即能够通过由至少4个WIFI热点组成的预定位网络确定定位终端位于定位范围的第一区域，具体地，可以根据定位终端接收到预定位网络中至少4个不共面的WIFI热点广播的信号的接收信号强度，通过RSS算法，确定定位终端位于第一区域，在此就不再赘述了。

UWB(英文：Ultra-Wide band；中文：超宽带)基站包括天线阵列和UWB信号接收器，能够接收纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲的UWB信号，这样，至少4个UWB基站即能够组成预定位网络。

请参考图5，图5为本发明实施例提供的由UWB基站组成的预定位网络的示意图，如图5所示，所有UWB基站501都连接至一个交换机502上，该交换机502可以连接几组UWB基站，具体的分组数目可以根据实际情况和交换机的硬件结构决定，在此不做限制，同时，每个分组内UWB基站通过首尾相连的方式连接在一起，便于获得交换机发送的同步时钟信号。

在本实施例中，可以由用户设置每个UWB基站的位置，当然需要包括其中至少1个UWB基站相对于定位基站网络中的定位基站的相对位置，即能够建立预定位网络的拓扑结构，从而能够将预定位网络的坐标系和定位基站网络的坐标系进行对应；在另一实施例中，可以设置至少4个位置已知的参考节点，每个参考节点能够发送UWB脉冲信号，参考节点例如可以设置在定位基站上，这样该参考节点的位置即是该定位基站的位置，也可以设置在一个能够被定位基站网络进行定位的设备上，这样该参考节点的位置即是被定位基站网络定位的位置，当然，同时需要保证每个UWB基站能够检测到至少4个不共面的参考节点的UWB脉冲信号，这样，预定位网络中的每个UWB基站即能够根据至少4个不共面的参考基站发送的UWB脉冲信号，确定自身的位置，从而建立预定位网络的拓扑结构，并且，由于所建立的预定位网络的拓扑结构是根据定位基站网络而建立的，所以能够很方便将预定位网络的坐标系和定位基站网络的坐标系进行对应，在此就不再赘述了。

定位终端上可以设置UWB脉冲信号发送器，这样，在定位终端进入定位基站网络的定位范围时，通过预定位网络中的UWB基站接收定位终端发送的UWB脉冲信号，通过RSS算法、信号到达角度(英文：Angle-of-Arrival；简称：AOA)算法、信号到达时间(英文：Time of arrival；简称：TOA)或者信号到达时间差(英文：Time difference of arrival；简称：TDOA)算法等等，来确定定位终端的位置，在本实施例中，将以TOA算法为例进行介绍。

TOA算法具体包括许多类计算方法，例如可以包括基于数值处理的定位算法、几何定位算法、基于模式匹配的定位算法，基于信道状态判别的定位算法等等，在此将介绍几何定位算法。在本实施例中，定位基站进入定位基站网络的定位范围后，定位基站网络中数据处理设备向交换机发出某一时刻为同步时刻的信号，交换机再将该信号转发给预定位网络中的各个UWB基站，同时数据处理设备还向定位终端发送一个在该同步时刻发出UWB脉冲信号的控制信号，使得定位终端在同步时刻发出UWB脉冲信号，这样，即能够根据接收到该UWB脉冲信号的UWB基站的时间点与同步时刻之间的时间差，确定接收到UWB脉冲信号的UWB基站与定位终端之间的距离，这样，根据4个不共面的UWB基站与定位终端之间的距离，即能够确定定位终端在预定位网络中的位置，并且，由于预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系是对应的，所以即能够确定定位终端位于定位范围中的第一区域。

本发明介绍了预定位网络的四种定位方式及其具体的定位过程，通过本实施例的介绍，本领域所属的技术人员能够根据实际情况对其进行组合，当然，还可以结合本领域所属的技术人员能够使用的其他定位方式；以预定位网络包括两种定位方式为例，可以将两种定位方式获得的定位结果进行平均处理，若预定位网络包括三种或者三种以上的定位方式，则可以直接对定位结果进行平均处理，也可以先去除其中偏差较大的定位结果，再对剩余的定位结果进行平均处理，等等，这样通过多种定位方式进行结合，提高了通过预定位网络对定位终端进行定位的准确性，为后续步骤确定定位基站网络中的定位基站提供了基础。

当然了，需要保证预定位网络的定位范围大于或等于定位基站网络的定位范围，才能够实现先通过预定位网络对定位终端进行的定位的目的。

在通过S1确定定位终端位于定位范围中的第一区域之后，本发明实施例中的定位方法进入S2，即：控制定位基站网络中第一类定位基站对定位终端进行定位，第一类定位基站用于对第一区域进行定位。

请继续参考图2，设定定位终端位于第一区域21，并且设定由0-7号定位基站组成的定位基站网络中，0、1和2号定位基站为对其第一区域21进行定位的第一类定位基站，则此时可以控制第一类定位基站也即0、1和2号定位基站处于工作状态，以对定位终端进行定位，同时控制定位基站网络中除第一类定位基站之外的其他定位基站处于非工作状态，可以看出，由于无需3-7号定位基站进行扫描定位，仅通过0、1和2号定位基站进行扫描定位，减少了3-7号定位基站进行扫描定位时花费的时间，明显降低了延迟，另一方面，也能够减少不必要的能耗，从而降低整个定位基站网络的能耗。

预定位网络所采用的定位方式对定位终端进行定位时的速度较快，只要定位终端进入预定位网络的定位范围时都能够快速地进行定位，但其定位精度相对较低，例如ZigBee定位方式的定位精度一般在米级，磁场信号定位方式的定位精度一般在亚厘米级，也即1厘米以内，WIFI热点定位方式的定位精度一般在米级，UWB定位方式的定位精度一般在十几厘米到几十厘米，而采用了激光扫描方式的定位基站网络的定位精度相对较高，一般在毫米级，但因采用分时的方式控制定位基站进行定位，定位速度相对较慢，并且随着定位范围的扩大，定位速度会越来越慢，而两者结合之后方案避免了预定位网络所采用的定位方式的定位精度较低的缺陷，同时避免了定位基站网络所采用的定位方式的定位速度较慢的缺陷，实现了能够较快、较精确地对定位终端进行定位的目的，在此就不再赘述了。

在具体实施过程中，请继续参考图2，在对定位终端进行定位的过程中，若确定定位终端由第一区域21向第二区域22运动，例如通过定位基站网络确定定位终端的运动轨迹为由第一区域21向第二区域22运动，或者是通过预定位网络确定定位终端的运动轨迹为由第一区域21向第二区域22运动，则确定第二区域附近的第二类定位基站，例如第二类定位基站可以是0、2、4号定位基站，第二类定位基站用于对第二区域进行定位，并且控制第二类定位基站由非工作状态调整为工作状态，这样，即能够根据对定位终端的移动位置的判断，预先控制其即将运动到的位置附近的定位基站处于工作状态，保证定位基站网络能够通过处于工作状态的定位基站一直对定位终端进行定位，避免因定位终端移动出当前区域后无法及时被定位基站进行定位。

通过上述部分可以看出，由于采用了先通过预定位网络确定定位终端位于定位范围中的第一区域，再控制用于对第一区域进行定位的第一类定位基站对定位终端进行定位的技术方案，避免了预定位网络所采用的定位方式的定位精度较低的缺陷，同时避免了定位基站网络所采用的定位方式的定位速度较慢的缺陷，仅通过第一类定位基站对定位终端进行定位，无需第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描，所以减少了第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描定位时花费的时间，明显降低了延迟，从而解决了现有技术中存在的因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题，实现了能够较快、较精确地对定位终端进行定位的目的。

基于同一发明构思，本发明实施例第二方面还提供一种定位网络，该定位网络包括：

定位基站网络，包括多个定位基站，每个定位基站上设置有定位信号发送装置和定位信号接收装置；

预定位网络，包括多个预定位基站；

数据处理设备，分别与多个定位基站和多个预定位基站相连，用于在定位终端进入定位基站网络的定位范围时，通过预定位网络确定定位终端位于定位范围中的第一区域，并控制定位基站网络中第一类定位基站对定位终端进行定位，第一类定位基站用于对第一区域进行定位。

在具体实施过程中，数据处理设备具体还用于从定位基站网络的多个定位基站中确定出第一级基站以及所有定位基站的定位顺序，并从第一级基站开始，按照定位顺序，依次确定下一级的定位基站相对于上一级的定位基站的位置，直到确定最后一级的定位基站相对于倒数第二级的定位基站的位置，并根据确定出的定位基站的位置，建立定位基站网络的拓扑结构。

在具体实施过程中，数据处理设备具体还用于在建立定位基站网络的拓扑结构之后，建立预定位网络的拓扑结构，以及将预定位网络的坐标系与定位基站网络的坐标系相对应。

在具体实施过程中，预定位网络由至少4个ZigBee模块、至少4个磁场发生器、至少4个WIFI热点或至少4个UWB基站中的至少一类组成。

在具体实施过程中，数据处理设备具体用于确定第一区域附近的第一类定位基站，并控制第一类定位基站处于工作状态，以及控制定位基站网络中除第一类定位基站之外的其他定位基站处于非工作状态。

在具体实施过程中，数据处理设备具体还用于在对定位终端进行定位的过程中，在确定定位终端由第一区域向第二区域移动时，确定第二区域附近的第二类定位基站，并控制第二类定位基站由非工作状态调整为工作状态。

本发明实施例还提供一种定位系统，该定位系统包括：

至少一个定位终端；

如第二方面介绍的定位网络。

本发明实施例介绍的定位网络和定位系统在前述实施例中已经进行了详细的介绍，本领域所属的技术人员通过前述实施例的介绍，清楚地了解定位网络和定位系统的组成和运行过程，在此就不再赘述了。

本发明实施例中的一个或者多个技术方案，至少具有如下技术效果或者优点：

由于采用了先通过预定位网络确定定位终端位于定位范围中的第一区域，再控制用于对第一区域进行定位的第一类定位基站对定位终端进行定位的技术方案，避免了预定位网络所采用的定位方式的定位精度较低的缺陷，同时避免了定位基站网络所采用的定位方式的定位速度较慢的缺陷，仅通过第一类定位基站对定位终端进行定位，无需第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描，所以减少了第一类定位基站之外的其他定位基站进行扫描定位时花费的时间，明显降低了延迟，从而解决了现有技术中存在的因多个定位基站采用分时的方式对虚拟现实设备进行定位，导致定位结果延迟较大的技术问题，实现了能够较快、较精确地对定位终端进行定位的目的。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。