移動終端定位方法、聲波定位收發器、移動終端及系統技術方案

本發明專利技術提供一種移動終端定位方法、聲波定位收發器、移動終端及系統，通過在某定位區域部署至少兩個網絡同步但頻率不同的聲波定位收發器，并通過網絡的時間同步信號使所有聲波定位收發器與移動終端同步，并向移動終端發出聲波信號；移動終端進入所述定位區域后接收至少兩個聲波定位收發器的聲波信號，并從接收的聲波信號中辨識出各個聲波定位收發器以及獲取相應的數據流；從所述數據流中獲取所述各個聲波定位收發器的信號傳輸時間；根據所述各個聲波定位收發器的位置及其信號傳輸時間進行TOA計算，以確定所述移動終端在所述定位區域中的位置。本發明專利技術的技術方案在降低定位成本的同時，提高移動終端的定位精度。

【技術實現步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術提供一種移動終端定位方法、聲波定位收發器、移動終端及系統，通過在某定位區域部署至少兩個網絡同步但頻率不同的聲波定位收發器，并通過網絡的時間同步信號使所有聲波定位收發器與移動終端同步，并向移動終端發出聲波信號；移動終端進入所述定位區域后接收至少兩個聲波定位收發器的聲波信號，并從接收的聲波信號中辨識出各個聲波定位收發器以及獲取相應的數據流；從所述數據流中獲取所述各個聲波定位收發器的信號傳輸時間；根據所述各個聲波定位收發器的位置及其信號傳輸時間進行TOA計算，以確定所述移動終端在所述定位區域中的位置。本專利技術的技術方案在降低定位成本的同時，提高移動終端的定位精度。【專利說明】移動終端定位方法、聲波定位收發器、移動終端及系統
本專利技術設及移動終端定位
，尤其設及一種移動終端定位方法、聲波定位 收發器、移動終端及系統。
技術介紹
隨著全球衛星定位技術、地理信息系統及互聯網技術的飛速發展，數據業務和多 媒體業務的快速增加，通信網絡W及移動終端設備的迅速普及，人們對于室內位置服務的 需求也與日俱增。精確的室內位置服務，能夠對可用空間和庫存物質實現高效地管理，可W 為警察、消防人員、醫務工作人員導航來完成特定的室內任務。因此，室內定位，即在室內環 境中實現位置定位，具有廣闊的應用前景，正逐步成為多種學科領域的研究熱點。因 GPS衛 星信號從發射到地面，信號已經衰減，在室內無法接收到精準的可供室內參考有效信號，最 后一公里的精準定位成為了室內定位技術發揮的溫床。目前業界比較通用室內無線定位技 術主要包括WiFi JBeacon類藍牙、RFID(射頻識別）、UWB(超寬帶）、L邸光、ZigBee和超聲波， 其中支持移動互聯網手機端的定位方法有WiFi、BlueTooth、L抓光等定位手段。WiFi、 BlueTooth(藍牙)和ZigBee定位技術的原理一般分網絡側和發射側，但都利用信號強度衰 減程度來實現定位，運兩種定位技術的最大的問題是信號往往會受到環境中各種因素的影 響，如墻壁的阻擋、反射和衍射、人員走動、時間、天氣等，引起信號的漂移，導致了信號無法 正確被接收，定位精度最高也只能達到Im,運樣就導致了運些室內定位產品的可復制性低 下，尤其是ZigBee定位技術還需要大量的傳感器組成網絡，從而影響了整個室內定位產品 的擴張。RFID定位原理就是通過在定位區域部署多個定位信號源或者是定位信號標簽，從 而利用與室外定位類似的強度或時延計算方式對室內用戶進行定位，但是運種定位的方法 需要部署大量的定位信號源，在沒有部署定位信號源的地方無法實現定位，運樣不僅使得 室內定位的成本較高，并且定位的準確性也較低。UWB定位原理是采用UWB(超寬帶)脈沖信 號，由多個傳感器采用TOA和AOA定位算法對標簽位置進行分析，多徑分辨能力強、精度高， 定位精度可達亞米級，但UWB難W實現大范圍室內覆蓋，且手機不支持UWB，定位成本非常 高。L邸光定位原理是通過監測光信號的明暗來定位，運種技術要求移動終端通過攝像頭來 檢測光源的信號變化從而完成定位，大大增加了移動終端的成本。而超聲波定位技術恰恰 擬棄了電磁波W及光在室內定位中由室內環境因素帶來的不確定性及高精度問題，利用聲 波速度慢的特征，在從發出聲波到接收到該聲波的時間段內有一個可W被手機檢測記錄的 時間，從而利用時間相位來實現室內定位，運種定位方法可靠的解決了室內的GPS信號問 題，精度可W隨著時間差最終達到皿級。 因此，需要一種基于聲波定位技術的移動終端定位方案，可W在降低定位成本的 同時，提高定位精度。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種移動終端定位方法、聲波定位收發器、移動終端及系 統，能在降低定位成本的同時，提高移動終端的定位精度。 本專利技術提供一種移動終端定位方法，包括W下步驟： 在某定位區域部署至少兩個網絡同步但頻率不同的聲波定位收發器，并通過網絡 的時間同步信號使所有聲波定位收發器與進入所述定位區域的待定位的移動終端同步，并 向所述移動終端同步發出聲波信號； 所述移動終端進入所述定位區域后接收至少兩個所述聲波定位收發器的聲波信 號，并從接收的所有聲波信號中辨識出各個聲波定位收發器W及獲取相應的數據流； 從所述數據流中獲取所述各個聲波定位收發器的信號傳輸時間； 根據所述各個聲波定位收發器的位置及其信號傳輸時間進行TOA計算，W確定所 述移動終端在所述定位區域中的位置。 進一步的，每個聲波定位收發器發射的聲波頻率為20化~lOOMHz。 進一步的，所有聲波定位收發器通過獨立于所有聲波定位收發器之外的網關設備 或者通過與任一聲波定位收發器集成為一體的網關設備或者通過與所述移動終端集成為 一體的網關設備，與所述移動終端部署在同一個網絡中，并實現網絡的時間同步。 進一步的，所有聲波定位收發器同步發出聲波信號的步驟包括： 每個聲波定位收發器各自根據所述網絡的時間同步信號進行網絡同步； 同步后，每個聲波定位收發器對待發射的信號進行包含身份信息和時間戳信息的 編碼； 每個聲波定位收發器對編碼好之后的信號進行調制，并轉化為模擬信號； 每個聲波定位收發器將所述模擬信號經放大后通過其揚聲器或超聲波換能器發 射播放到所述定位區域。 進一步的，一定位服務器或所述移動終端或所述各個聲波定位收發器中的至少一 個聲波定位收發器從所述數據流中獲取所述各個聲波定位收發器的信號傳輸時間。 進一步的，在定位區域部署好每個所述聲波定位收發器后，將每個所述聲波定位 收發器的位置提交到所述定位服務器上保存，或者直接發送至所述移動終端保存。 進一步的，當需要確定所述移動終端的=維位置時，需要在所述定位區域內部署 至少=個與所述移動終端同步的所述聲波定位收發器，且所述移動終端接收至少=個所述 聲波定位收發器同步發出的聲波信號；當需要確定所述移動終端的二維位置時，需要在所 述定位區域內部署至少兩個與所述移動終端同步的所述聲波定位收發器，且所述移動終端 接收至少兩個所述聲波定位收發器同步發出的聲波信號。 進一步的，確定所述移動終端在所述定位區域中的S維位置的TOA計算的步驟包 括： 設所述移動終端的位置為(x，y，z)，所述移動終端接收的聲波信號對應的=個聲 波定位收發器的位置分別為（Xl，yi，Zl)、（ X2，y2，Z2 )、（ X3，y3，Z3 ); 設所述移動終端分別接收所述=個聲波定位收發器的聲波信號的時間為ti、t2、 t3,所述=個聲波定位收發器發射聲波信號的時間為t; 則TOA計算所沐務動終端的S維仿晉的公式如下： 或者，確定所述移動終端在所述定位區域中的二維位置的TOA計算步驟包括： 設所述移動終端的位置為(x，y)，所述移動終端接收的聲波信號對應的兩個聲波 定位收發器的位置分別為(Xi，y 1)、（X2，y2); 設所述移動終端分別接收所述兩個聲波定位收發器的聲波信號的時間為ti、t2,所 述兩個聲波定位收發器發射聲波信號的時間為t; 則TOA計算所述移動終端的二維位置的公式如下： 其中上述各式中的C為聲波傳輸速度。 進一步的，所述TOA計算在定位服務器上完成，或者在所述移動終端上完成，或者 在所述各個聲波定位收發器中的至少一個聲波定位收發器上完成。 本專利技術提本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種移動終端定位方法，其特征在于，包括以下步驟:在某定位區域部署至少兩個網絡同步但頻率不同的聲波定位收發器，并通過網絡的時間同步信號使所有聲波定位收發器與進入所述定位區域的待定位的移動終端同步，并向所述移動終端同步發出聲波信號；所述移動終端進入所述定位區域后接收至少兩個所述聲波定位收發器的聲波信號，并從接收的所有聲波信號中辨識出各個聲波定位收發器以及獲取相應的數據流；從所述數據流中獲取所述各個聲波定位收發器的信號傳輸時間；根據所述各個聲波定位收發器的位置及其信號傳輸時間進行TOA計算，以確定所述移動終端在所述定位區域中的位置。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉千喜，胡瓊方，趙振綱，
申請(專利權)人：上海酷遠物聯網科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31