CN104793184A - 便携无线网络终端的定位方法 - Google Patents

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刘笑羽
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S5/00—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations
    • G01S5/18—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using ultrasonic, sonic, or infrasonic waves

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

本发明提供一种基于音频信号的、结合无线局域网的定位方法，可以大幅度提高便携无线网络终端的定位精度，特别是在室内的定位精度。所述的便携无线网络终端是指智能手机、平板电脑、笔记本电脑及其它能够无线上网的、带有语音装置的便携式设备。具体的方法是：设置无线网络及连接到无线网络的定位服务器，设置若干定位单元，这些定位单元与便携无线网络终端之间传送带有特定特征的音频信号，通过测量不同定位单元与便携无线网络终端之间的信号延迟，计算出便携无线网络终端所在的坐标。所述音频信号的特征通过无线网络传送。在大多数情况下，便携无线网络终端中无需安装专门的软件或插件，仅用通常的浏览器即可完成定位操作。

Description

便携无线网络终端的定位方法
技术领域
本发明涉及一种便携无线网络终端的定位方法。所述的便携无线网络终端是指智能手机、平板电脑、笔记本电脑及其它能够无线上网的、带有音频装置的便携式设备，所述的定位，是指确定所述便携无线网络终端所在的位置。
背景技术
在许多场合，例如大型商场、博物馆以及地下等无法接收卫星定位信号的环境（以下将上述环境简称为“室内”），往往需要确定客户、相关人员及其它移动目标的位置，以提供有效服务或满足安全等特定需求。通常可以把目标的定位空间分成三种情况，一种是类似停车场那样大面积无隔断的环境，需要做平面定位，第二种是类似走廊那样的狭窄的环境，仅需要做线性定位。第三种是类似门禁的环境，仅需要确定目标是否在某点附近的近点定位。
现有的便携无线网络终端的室内定位大多使用WIFI技术：在室内设置多个无线路由器，便携无线网络终端接收这些无线路由器的信号，检测信号的特征及特征的变化，通过计算得到便携无线网络终端的位置。但是，由于无线信号受到多种条件的影响，无法保持稳定，而且室内环境复杂，信号在墙壁及各种障碍物之间反射、折射，造成室内WIFI定位的精度较差，往往无法满足需要。
另外，现有的WIFI定位技术一般要求在便携无线网络终端中安装专门的应用程序或在其浏览器中安装插件，以完成定位计算。这会增加便携无线网络终端的负荷并给用户带来麻烦和困扰。
发明内容
本发明提供一种基于音频的、结合无线网络的便携无线网络终端定位方法，可以大幅度提高便携无线网络终端的定位精度，并可以简化便携无线网络终端的计算工作。本发明所述的音频，包括声波、次声波和超声波。
具体的方法是：
设置无线网络及连接到无线网络的定位服务器，所述的定位服务器是指连接到所述网络的通用的或专用的计算机设备；
设置若干定位单元，所述的定位单元是指具有有音频信号发送或接受以及音频信号处理功能的装置。对于平面定位，定位单元的数量不少于三个，对于线性定位，定位单元的数量不少于两个，对于近点定位，定位单元的数量不少于一个。定位单元具有确定的坐标并且连接到定位服务器；
定位服务器将特定的信号特征通过无线网络传送给特定的便携无线网络终端，或者由便携无线网络终端将其本身的信号特征发送给定位服务器；所述的信号特征是为了区分不同的定位单元或不同的便携无线网络终端，其特征体现在音频信号上，包括：采取不同时刻发送音频信号，或者音频信号持续时间不同，或者采用不同的音频信号频率，或者在音频信号的基频上加以幅值或频率或相位调制，或者是上述特征的组合；
在定位单元与便携无线网络终端之间传送带有上述特征的音频信号；
依据定位单元的坐标，通过测量不同定位单元与便携无线网络终端之间的音频信号延迟，计算出便携无线网络终端所在的坐标。 
使用本发明得到的定位精度取决于音频信号延迟时间的测量，而不取决于信号强度，由于音频信号的传播速度远远低于无线电信号，所以能够精确地测量信号延迟时间，得到很高的定位精度。在大多数情况下，便携无线网络终端中无需安装专门的软件或插件，仅用通常的浏览器即可完成定位操作。
使用即时发送的特征信号，还可以进行安全的短距离身份认证。
以下结合具体的实施例，对本发明做进一步的说明。实施例及其说明只是为了便于理解本发明，并不构成对本发明的不当限制。
实施例1是一个平面定位的实施例：
1 设置无线网络。该网络可以是无线局域网，也可以是电信运营商等机构提供的公共无线网；
2设置三个或更多的定位单元，在每个定位单元中设置有音频传感器。所有单元均具有确定的室内坐标，并连接到定位服务器；
3 便携无线网络终端连接到所述无线网络；
4 定位服务器发送信号特征给便携无线网络终端；
5 该便携无线网络终端发出带有所述特征的音频信号；
6定位服务器根据带有所述特征的音频信号到达不同定位单元的时刻，以及定位单元的坐标，计算得到该便携无线网络终端的坐标；
7对于同时处于同一区域内的其它便携无线网络终端重复上述过程，可以得到其它便携无线网络终端各自的坐标。
实施例1中，是由便携无线网络终端发送音频信号，定位单元接收。也可以反过来，由定位单元发送音频信号，便携无线网络终端接收。
实施例1中，定位计算由定位服务器完成，必要时也可以由便携无线网络终端完成定位计算。
实施例1应用于平面定位。如果是线性定位的情况，只需要设置不少于两个定位单元即可。
由于声波或超声波的传输距离较短，对于面积较大的区域，可以划分成若干小的分区，不同分区中的定位操作可以同时进行而不会相互影响。
实施例2是一个近点定位的实施例：
1 设置无线网络，该网络可以是无线局域网，也可以是电信运营商等机构提供的公共无线网；
2 设置一个以上的定位单元；
3 便携无线网络终端连入所述无线网络；
4 便携无线网络终端通过无线网络向定位服务器申请，得到音频信号特征，然后发送带有该特征的音频信号；
5定位服务器核对定位单元接收到的信号特征，根据定位单元的坐标即可确定该便携无线网络终端的位置。
实施例2中，便携无线网络终端申请得到的信号特征，可以具有随机性及很短的时效，可以安全地应用于门禁、停车场管理等需要身份认证的***中。

Claims (4)

1.一种便携无线网络终端的定位方法，
其包括：
设置无线网络及连接到所述无线网络的定位服务器；
设置若干定位单元，对于平面定位，定位单元的数量不少于三个，对于线性定位，定位单元的数量不少于两个，对于近点定位，定位单元的数量不少于一个，定位单元具有确定的坐标并且连接到定位服务器；
便携无线网络终端连接到无线网络；
定位服务器与便携无线网络终端间通过无线网络传输特定的信号特征；
在定位单元与便携无线网络终端之间传送带有特征的音频信号；
依据定位单元的坐标，通过测量不同定位单元与便携无线网络终端之间的信号延迟，计算出便携无线网络终端所在的平面坐标或线性坐标，或直接获取便携无线网络终端的近点坐标；
其特征为：
通过在定位单元与便携无线网络终端之间传输音频信号进行定位，且所述音频信号的特征通过无线网络传输。
2.如权利要求1所述的便携无线网络终端的定位方法，其特征为：所述的信号特征包括：不同的信号发送时刻，或者信号持续时间不同，或者采用不同的信号频率，或者在信号的基频上加以幅值或频率或相位调制，或以上特征的组合。
3.如权利要求1所述的便携无线网络终端的定位方法，其特征为：将整个定位区域划分成若干小的分区。
4.如权利要求1所述的便携无线网络终端的定位方法，其特征为：定位服务器传送给便携无线网络终端的信号特征具有随机性和短时效。
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