基于固定信标和室内地图的定位方法及装置与流程

1.本技术实施例涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于固定信标和室内地图的定位方法及装置。


背景技术：

2.移动定位技术已经与紧急救援、医疗、航海、导航等方面息息相关，在服务于大众日常生活的同时，也为某些领域的功能应用带来极大的便利。
3.随着定位技术的成熟，通过设备与固定信标进行信号通讯可以实现设备的精确定位。然而，信标定位通常应用在室外或航海等定位技术中，对于室内定位技术并不常见，即使应用在室内定位技术中，也导致定位不精准或定位效率低等问题，从而影响用户的使用感受。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种基于固定信标和室内地图的定位方法及装置，解决现有技术中进行室内定位时定位效率低和精准度差等问题，有利于提高移动终端的室内定位精度和效率。
5.第一方面，本发明实施例提供了一种基于固定信标和室内地图的定位方法，该方法包括：
6.在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域；
7.发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息；
8.根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域；
9.根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
10.进一步的，在第二预设位置处，检测到第二固定信标的连接信号时，断开与所述第一固定信标的通信连接，与所述第二固定信标建立通信连接，相应的，获取根据所述第二固定信标的标识获取对应的室内地图数据，用于确定所述移动终端的位置数据。
11.进一步的，进行室内地图数据中的可行区域的划分，所述可行区域包括步行可到达区域。
12.进一步的，所述实时记录所述移动终端的移动方向信息，包括：
13.实时记录所述移动终端内部集成的传感器采集的加速度数据和方向角数据；
14.根据所述加速度数据和所述方向角数据确定所述移动终端的移动方向。
15.进一步的，所述根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域，包括：
16.根据所述定位信号的发送时间、所述反馈信号的接收时间以及信号传输速度计算所述移动设备与所述第一固定信标的第一距离；
17.将以所述第一距离为半径的圆形的圆周范围确定为定位识别区域。
18.进一步的，所述根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据，包括：
19.确定所述室内地图的可行区域与所述定位识别区域的重叠区域；
20.根据所述移动方向信息对所述重叠区域进行筛选得到所述移动终端的位置数据。
21.进一步的，所述根据所述移动方向信息对所述重叠区域进行筛选得到所述移动终端的位置数据，包括：
22.根据所述移动方向信息将相同方向的重叠区域部分确定为所述移动终端的位置数据；
23.相应的，在所述得到所述移动终端的位置数据之后，还包括：
24.根据后续发送的定位信号以及对应的反馈信号和所述室内地图确定所述移动终端的位置数据。
25.第二方面，发明实施例还提供了一种基于固定信标和室内地图的定位装置，包括：
26.地图数据获取模块：在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域；
27.反馈信号生成模块：发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息；
28.定位识别区域确定模块：根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域；
29.位置数据获取模块：根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
30.第三方面，本发明实施例还提供了一种基于固定信标和室内地图的定位设备，该设备包括：
31.一个或多个处理器；
32.存储基于固定信标和室内地图的定位装置，用于存储一个或多个程序，
33.当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明实施例所述的基于固定信标和室内地图的定位方法。
34.第四方面，本发明实施例还提供了一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行本发明实施例所述的基于固定信标和室内地图的定位方法。
35.第五方面，本技术实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括计算机程序，该计算机程序存储在计算机可读存储介质中，设备的至少一个处理器从计算机可读存储介质读取并执行计算机程序，使得设备执行本技术实施例所述的基于固定信标和室内地图的定位方法。
36.本发明实施例中，在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域，有利于通过与第一固定信标之间的通信获取相应区域的室内情况；发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所
述移动终端的移动方向信息，有利于实时了解移动终端的移动距离和移动方向；根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域，有利于缩小定位识别区域的范围，进一步提高了终端设备的定位速度。根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据，有利于提高移动终端室内定位的效率和准确度。
附图说明
37.图1为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位方法的流程图；
38.图2为本发明实施例提供的另一种基于固定信标和室内地图的定位方法的流程图；
39.图3为本发明实施例提供的一种定位识别区域确定方法的示意图；
40.图4为本发明实施例提供的一种筛选移动终端的位置数据的示意图；
41.图5为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位装置的结构框图；
42.图6为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位设备的结构示意图。
具体实施方式
43.下面结合附图和实施例对本发明实施例作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明实施例，而非对本发明实施例的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明实施例相关的部分而非全部结构。
44.图1为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位方法的流程图，如图1所示，具体包括如下步骤：
45.s101、在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域。
46.本方案的使用场景为定位系统通过固定信标确定室内地图数据，进一步的根据地图数据对移动终端进行定位，从而实现移动终端在室内的定位技术。其中移动终端可以是便携的智能终端设备，如手机，智能手表或平板电脑等。
47.在一个实施例中，第一预设位置处可以是具有标志性特点的位置，如电梯出口。第一固定信标可以是设计用于吸引注意特定位置的有意识的设备，该设备包含一定的数据，通常会通过数据将无线电信号发送到附件的智能终端设备，通过发送的每个动作与信号强度之间的时间绘制所需的覆盖范围，根据第一固定信标能够起到一定的导航作用。该第一信标的类型可以包括雷达反射器、无线电信标、声波和视觉信号等。第一固定信标的标识可以是编号也可以是字母，其主要用于区分不同其对应的不同地图数据。室内地图数据可以用于标识室内的路线以及室内各区域的功能等。可选的，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域，其中可行区域可以是在室内行人可通行的区域。示例性的，如在商场中，每一层楼的结构可能并不相同，在多层楼之间可能会存在挑空的设计，而在该挑空区域行人则不能通行，则该区域为不可行区域，在挑空区域周围可以通行，则该区域为可行区域。具体的，在室内地图中可预先划分出可行区域，并通过不同的标识表示可行区域和不可行区域。
48.在一个实施例中，定位系统在第一预设位置处能够检测到第一固定信标的连接信号，并进行通信连接。进一步的，根据该第一固定信标的标识获取该第一固定信标对应的室内地图数据，通过读取该室内地图数据确定可行区域。
49.s102、发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息。
50.反馈信号可以是第一固定信标的接收到的定位信号的时间和定位信号的强度，通过定位信号的强弱能够表示第一固定信标与移动终端距离的远近。移动方向信息可以用于表示移动终端在一段时间内的相对移动方向。
51.在一个实施例中，通过移动终端发送定位信号至第一固定信标，第一固定信标根据收到的定位信号生成反馈信号，通过反馈信号确定移动终端与第一固定信标的距离并对其距离的变化进行实时记录，同时通过传感器实时监测移动终端的移动方向。
52.s103、根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域。
53.定位识别区域可以是一个圆形区域范围。在一个实施例中，根据一定的计算规则对移动终端发送的定位信号和第一固定信标接收到信号的时间和接收到的信号强度进行计算，得到一个定位识别区域。
54.s104、根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
55.位置数据可以是用于表示移动终端当前所在的位置，可以包括当前位置相对于各功能区域的距离和方向等。在一个实施例中，根据第一固定信标标识对应的室地图的可行区域和传感器监测到的移动终端的移动方向以及上述确定的定位识别区域进行区域的筛选，从而确定移动终端的位置，并相应得到移动终端对应的位置数据。具体的，可以是先在确定移动终端的移动方向，并在地图数据中筛选出在该移动方向上的可行区域，进一步的，确定该可行区域是否在定位识别区域内，将在定位识别区域内的范围确定为移动终端所在的范围，并进一步确定该范围内的数据信息。
56.由上述可知，在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域，有利于通过与第一固定信标之间的通信获取相应区域的室内情况；发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息，有利于实时了解移动终端的移动距离和移动方向；根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域，有利于缩小定位识别区域的范围，进一步提高了终端设备的定位速度。根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据，有利于提高移动终端定位的准确度。
57.可选的，在第二预设位置处，检测到第二固定信标的连接信号时，断开与所述第一固定信标的通信连接，与所述第二固定信标建立通信连接，相应的，获取根据所述第二固定信标的标识获取对应的室内地图数据，用于确定所述移动终端的位置数据。
58.在一个实施例中，第二预设位置也可以是第一预设位置处可以是具有标志性特点的位置，如商场大门。第二预设位置和第一预设位置是两个具有一定距离的不同位置。第二固定信标是用于与第二预设位置进行通信连接的设备。在由于不同的信标有一定的通信范
围，当超过相应范围时则不能实现通信连接。在一个实施例中，由于第一预设位置与第二预设位置之间有一定的距离，因此当在从第一预设位置处到第二预设位置处时，则会相应断开与第一固定信标的通信连接，并根据监测到的第二固定信标的连接信号与第二固定信标建立通信连接。进一步的，根据第二固定信标的标识信息确定相应的室内地图数据，从而确定移动终端的位置数据。
59.由上述可知，通过位置的变化，切换与不同固定信标的通信连接，避免受到通信连接范围的影响使其无法准确获取移动终端的位置数据。
60.可选的，在所述根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据之前，还包括：
61.进行室内地图数据中的可行区域的划分，所述可行区域包括步行可到达区域。
62.在一个实施例中，预先对地图数据中的可行区域进行划分，并将划分出的不同可行区域分别与相应的固定信标进行绑定，当与相应固定信标进行通信连接后，可根据绑定关系直接确定室内地图的可行区域。其中可行区域包括步行可到达区域还可以是步行过程中没有任何阻碍的区域。由上述可知，通过预先对室内地图进行可行区域的划分，也有利于快速确定某个信标对应的可行区域，有利于快速确定移动终端的位置数据。
63.图2为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位方法的流程图，如图2所示，具体包括如下步骤：
64.s201、在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域。
65.s202、发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号。
66.s203、实时记录所述移动终端内部集成的传感器采集的加速度数据和方向角数据。
67.在一个实施例中，移动终端内部集成的传感器可以是加速度传感器和陀螺传感器，其中加速度传感器用于监测移动终端的移动速度，进一步的，通过加速度数据计算移动终端在一定时间内移动速度和移动距离。其中陀螺传感器用于监测移动终端的在一定时间内的移动的角度，进一步确定移动方向。加速度数据可以用于标识在单位时间内移动终端的速度变化的快慢。方向角数据可以用于表示在一定时间内移动终端当前位置相对原始位置的移动角度和移动方向。
68.在一个实施例中，通过传感器实时监测移动终端的移动速度和移动方向，并对其实时采集到的加速度数据和方向角数据进行记录。
69.s204、根据所述加速度数据和所述方向角数据确定所述移动终端的移动方向。
70.具体的，根据加速度数据确定移动终端的移动距离，进一步的，根据方向角数据确定移动终端的移动方向，从而确定移动终端在一定时间内在某一方向上的移动距离。
71.s205、根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域。
72.s206、根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
73.由上述可知，实时记录所述移动终端内部集成的传感器采集的加速度数据和方向角数据；根据所述加速度数据和所述方向角数据确定所述移动终端的移动方向，有利于根
据及时了解移动终端的位置变化情况，进一步提高了移动终端定位速度。
74.可选的，所述根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域，包括：
75.根据所述定位信号的发送时间、所述反馈信号的接收时间以及信号传输速度计算所述移动设备与所述第一固定信标的第一距离；
76.将以所述第一距离为半径的圆形的圆周范围确定为定位识别区域。
77.在一个实施例中，第一距离可以是移动设备与第一固定信标之间的直线距离。具体的，通过将反馈信号的接收时间和定位信号的发送时间进行差值计算，得到第一时间间隔。其中第一时间间隔可以是信号的传输时间，也可以是移动终端移动的时间。进一步的，根据计算得到的第一时间间隔和信号的传输速度确定移动终端与第一固定信标之间的第一距离。如图3所示，在确定出所述第一距离后，以第一距离r为半径作圆，得到的圆周范围即定位识别区域。
78.由上述可知，根据所述定位信号的发送时间、所述反馈信号的接收时间以及信号传输速度计算所述移动设备与所述第一固定信标的第一距离；将以所述第一距离为半径的圆形的圆周范围确定为定位识别区域，有利于根据定位识别区域进行移动终端位置的进一步确定，避免直接确定移动终端位置产生的定位误差。
79.可选的，所述根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据，包括：
80.确定所述室内地图的可行区域与所述定位识别区域的重叠区域；
81.根据所述移动方向信息对所述重叠区域进行筛选得到所述移动终端的位置数据。
82.在一个实施例中，具体的，如图4所示，将室内地图的可行区域a与定位识别区域b进行比较，确定两个区域之间的重叠区域c。进一步的，根据上述确定的移动方向信息对重叠区域c进行筛选，从而缩小了重叠区域的面积，提高移动终端位置数据的确定效率。
83.可选的，所述根据所述移动方向信息对所述重叠区域进行筛选得到所述移动终端的位置数据，包括：
84.根据所述移动方向信息将相同方向的重叠区域部分确定为所述移动终端的位置数据；
85.相应的，在所述得到所述移动终端的位置数据之后，还包括：
86.根据后续发送的定位信号以及对应的反馈信号和所述室内地图确定所述移动终端的位置数据。
87.在一个实施例中，如图4所示，根据移动方向信息将与重叠区域c方向相同的区域进行确定，其中移动方向信息中移动角度为a，得到重叠区域d，该区域即为移动终端的位置数据，此时可确定移动终端的移动方向数据和大致移动区域。进一步的，在已经得到移动终端的位置数据后，根据后续不断发送的定位信号以及与其对应的反馈信号和室内地图数据实时确定移动终端的位置数据。
88.由上述可知，根据所述移动方向信息将相同方向的重叠区域部分确定为所述移动终端的位置数据；在所述得到所述移动终端的位置数据之后，根据后续发送的定位信号以及对应的反馈信号和所述室内地图确定所述移动终端的位置数据，有利于通过对重叠区域的筛选，快速且准确的确定移动终端的位置数据。
89.图5为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位装置的结构框
图，该基于固定信标和室内地图的定位装置用于执行上述数据接收端实施例提供的基于固定信标和室内地图的定位方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。如图5所示，该基于固定信标和室内地图的定位装置具体包括：
90.地图数据获取模块51：在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域；
91.反馈信号生成模块52：发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息；
92.定位识别区域确定模块53：根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域；
93.位置数据获取模块54：根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
94.由上述方案可知，在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域，有利于通过与第一固定信标之间的通信获取相应区域的室内情况；发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息，有利于实时了解移动终端的移动距离和移动方向；根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域，有利于缩小定位识别区域的范围，进一步提高了终端设备的定位速度。根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据，有利于提高移动终端定位的效率和准确度。
95.在一个可能的实施例中，地图数据获取模块51还用于在第二预设位置处，检测到第二固定信标的连接信号时，断开与所述第一固定信标的通信连接，与所述第二固定信标建立通信连接，相应的，获取根据所述第二固定信标的标识获取对应的室内地图数据，用于确定所述移动终端的位置数据。
96.在一个可能的实施例中，所述装置还包括区域划分模块：
97.所述区域划分模块用于：进行室内地图数据中的可行区域的划分，所述可行区域包括步行可到达区域。
98.在一个可能的实施例中，所述装置还包括数据记录模块和移动方向确定模块：
99.所述数据记录模块：用于实时记录所述移动终端内部集成的传感器采集的加速度数据和方向角数据；
100.移动方向确定模块：用于根据所述加速度数据和所述方向角数据确定所述移动终端的移动方向。
101.在一个可能的实施例中，定位识别区域确定模块53具体用于：
102.根据所述定位信号的发送时间、所述反馈信号的接收时间以及信号传输速度计算所述移动设备与所述第一固定信标的第一距离；
103.将以所述第一距离为半径的圆形的圆周范围确定为定位识别区域。
104.在一个可能的实施例中，位置数据获取模块54具体用于：
105.确定所述室内地图的可行区域与所述定位识别区域的重叠区域；
106.根据所述移动方向信息对所述重叠区域进行筛选得到所述移动终端的位置数据。
107.在一个可能的实施例中，位置数据获取模块54具体还用于：
108.根据所述移动方向信息将相同方向的重叠区域部分确定为所述移动终端的位置数据；
109.根据后续发送的定位信号以及对应的反馈信号和所述室内地图确定所述移动终端的位置数据。
110.图6为本发明实施例提供的一种基于固定信标和室内地图的定位设备的结构示意图，如图6所示，该设备包括处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604；设备中处理器601的数量可以是一个或多个，图6中以一个处理器601为例；设备中的处理器601、存储器602、输入装置603和输出装置604可以通过总线或其他方式连接，图6中以通过总线连接为例。存储器602作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的基于固定信标和室内地图的定位方法对应的程序指令/模块。处理器601通过运行存储在存储器602中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的基于固定信标和室内地图的定位方法。输入装置603可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置604可包括显示屏等显示设备。
111.本发明实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，所述计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种基于固定信标和室内地图的定位方法，该方法包括：在第一预设位置处，与第一固定信标建立通信连接，并根据所述第一固定信标的标识获取对应的室内地图数据，所述室内地图数据包括预先划分的可行区域；发送定位信号至所述第一固定信标，用于所述第一固定信标基于所述定位信号生成反馈信号，并实时记录所述移动终端的移动方向信息；根据所述定位信号和所述反馈信号计算得到定位识别区域；根据所述室内地图的可行区域、所述移动方向信息与所述定位识别区域进行区域匹配得到所述移动终端的位置数据。
112.通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明实施例可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器（read-only memory, rom）、随机存取存储器（random accessmemory, ram）、闪存（flash）、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务，或者网络设备等）执行本发明实施例各个实施例所述的方法。
113.值得注意的是，上述基于固定信标和室内地图的定位装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明实施例的保护范围。
114.在一些可能的实施方式中，本技术提供的方法的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在计算机设备上运行时，所述程序代码用于使所述计算机设备执行本说明书上述描述的根据本技术各种示例性实施方式的方法中的
步骤，例如，所述计算机设备可以执行本技术实施例所记载的基于固定信标和室内地图的定位方法。所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合实现。
115.注意，上述仅为本发明实施例的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明实施例不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明实施例的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明实施例进行了较为详细的说明，但是本发明实施例不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明实施例构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明实施例的范围由所附的权利要求范围决定。