一种定位方法及装置与流程

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种定位方法及装置。

背景技术：

一般而言，2.4g无线模块工作在全球免申请工业科学医疗(industrialscientificmedical，ism)频道2400m-2483m范围内。其中，ism频段为国际通信联盟无线电通信局定义的频段，该频段的用户只需要遵守一定的发射功率(一般低于1w)，并且不要对其它频段造成干扰即可。由于2.4g无线模块发射的数字射频信号具有波长短、定向传输效果好、抗干扰能力强、音质好以及传输距离远等特点，所以2.4g无线模块被广泛地应用于日常生活的电子设备中。

通常，2.4g无线模块利用接收的信号强度指示(receivedsignalstrengthindication，rssi)进行定位，一般而言，2.4g无线模块接收待定位2.4g无线模块的rssi越高，说明待定位2.4g无线模块与当前2.4g无线模块的距离越近。参考图1，2.4g无线模块定位方案具体为：利用多个2.4g无线模块接收待定位2.4g无线模块的数字射频信号，根据多个2.4g无线模块的rssi确定待定位2.4g无线模块的位置。上述定位方案中使用了多个已知位置的2.4g无线模块，使得现有定位方案具有较高的定位成本以及较长的时间，并且当传输空间的某个区域中存在金属等介质时，该区域中数字射频信号容易叠加，使得最终定位结果不准确。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种定位方法及装置，以优化现有2.4g无线模块定位方案，以解决定位结果不准确、成本较高以及耗时较长的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种定位方法，包括：

向待定位标签发送功率调节指令，以使所述待定位标签根据所述功率调节指令调整电磁波的发射功率；

获取终端沿第一设定方向移动过程中接收所述待定位标签发射电磁波的第一接收信号强度；

根据所述第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件，若是，则降低所述终端的接收灵敏度，并获取所述终端沿第二设定方向移动过程中接收所述待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度；

根据所述第二接收信号强度确定所述待定位标签的位置。

第二方面，本发明实施例还提供了一种定位装置，包括：

发送模块，用于向待定位标签发送功率调节指令，以使所述待定位标签根据所述功率调节指令调整电磁波的发射功率；

获取模块，用于获取终端沿第一设定方向移动过程中接收所述待定位标签发射电磁波的第一接收信号强度；

判断模块，用于根据所述第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件，若是，则降低所述终端的接收灵敏度，并获取所述终端沿第二设定方向移动过程中接收所述待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度；

确定模块，用于根据所述第二接收信号强度确定所述待定位标签的位置。

本发明实施例提供的一种定位方法及装置，通过在调节待定位标签的发射功率后，获取终端沿第一设定方向移动过程中的第一接收信号强度，并根据第一接收信号强度确定满足灵敏度降低条件时，降低终端的接收灵敏度，并继续获取终端移动过程中的第二接收信号强度，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置的技术方案，利用了定向天线特性、无线通信中发射功率与通信距离的关系特性以及接收灵敏度特性实现了仅通过一个终端对待定位标签进行定位，且定位方法简单、准确率高、成本较低以及耗时较短。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术中定位系统示意图；

图2a为本发明实施例一提供的一种定位方法的流程图；

图2b为用于执行本实施例提供的定位方法的定位系统的示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种定位方法的流程图；

图4为本发明实施例三提供的一种定位装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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，而非对本发明的限定。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相关的部分而非全部内容。

实施例一

图2a为本发明实施例一提供的一种定位方法的流程图。本实施例提供的定位方法适用于通过可移动的终端对待定位标签进行定位的情形。本实施例提供的定位方法可以由定位装置执行，该定位装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在终端中。

图2b为用于执行本实施例提供的定位方法的定位系统的示意图，该定位系统包括终端1和待定位标签2。其中，待定位标签2为有源标签，且属于2.4g无线模块。终端1具有可移动性，可以是手机、平板电脑以及手持探测器等可移动设备。示例性的，该终端1配置有安卓操作系统，且可以通过通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter，uart)与待定位标签2进行指令传输，可选的，用于执行本实施例中提供的定位方法的定位装置可以以应用软件的形式安装在终端1中。相应的，该终端1中配置有无线通信模块，以实现终端1与待定位标签2的无线通信，且该通信频率为2400mhz～2483mhz。

终端1与待定位标签2进行无线通信时，可以通过接收天线接收待定位标签2发射的电磁波，同时，通过发射天线向待定位标签2发射功率调节指令或者激活指令等信号。可选的，接收天线采用定向天线，本实施例中记为第一定向天线，发射天线采用定向天线或者全向天线，本实施例中示例性选择定向天线，并记为第二定向天线。其中，定向天线张角可以根据实际情况进行设定。由于定向天线在某一个或某几个特定方向上发射及接收电磁波的能力特别强，因此，可以利用定向天线确定待定位标签与终端的相对方向，进而保证了定位结果的准确性。

一般而言，2.4g无线通信中发射功率增加6dbm，对应的传输距离增加一倍，具体可以参考下述公式：

ls＝32.45+20*log(d)+20*log(f)(1)

其中，d为传输距离，f为预设通信频率，其具体值可以根据实际情况进行设定，ls为传输损耗，其等于发射端(本实施例中待定位标签)的发射功率与接收端(本实施例中终端)的接收功率的差值。接收功率也可以通过接收信号强度表示，一般接收功率越大，接收信号强度越高。根据公式(1)便可以得到发射功率每增加6dbm对应的传输距离增加一倍。因此，当接收功率和通信功率固定时，如果待定位标签的发射功率降低6dbm，那么终端与待定位标签的通信距离缩短一半，如果待定位标签的发射功率降低3dbm，那么终端与待定位标签的通信距离降低缩短四分之三。据此，本实施例中设定通过调节待定位标签的发射功率，以缩短终端与待定位标签的通信距离，进而通过移动该终端对待定位标签进行定位。

参考图2a，本实施例提供的定位方法具体包括：

s110、向待定位标签发送功率调节指令，以使待定位标签根据功率调节指令调整电磁波的发射功率。

具体的，待定位标签的功率放大增益可以在0-15dbm间通过更改功率档位进行调节。在待定位标签接收到功率调节指令后调整发射电磁波的发射功率。可选的，待定位标签调整发射功率时将发射功率降低3dbm-6dbm。

可选的，功率调节指令包括功率降低指令和待定位标签的身份标识。待定位标签可以根据身份标识确定接收的功率调节指令是否为发送给自身的指令，进而确定是否调整发射功率。还可选的，当终端实现对待定位标签的激活后便会锁定与待定位标签的通信信道，即实现单播通信，此时，功率调节指令中可以仅包括功率降低指令。一般而言，如果预先设定待定位标签每次调整发射功率时的调整参数相同，比如均为6dbm，那么功率降低指令中无需添加调整参数。如果每次待定位标签调整发射功率的调整参数不相同，比如，根据实际情况确定调整3dbm、6dbm或者3dbm-6dbm中的任一值，那么此时功率降低指令中可以添加调整参数，以使待定位标签根据该调整参数调整发射功率。可以想到的是，如果待定位标签可以自行根据实际情况确定调整参数，那么功率降低指令中可以不包括调整参数。

可选的，终端在实现对待定位标签的激活后，通过第二定向天线向待定位标签发送功率调节指令。还可选的，终端在确定当前不满足灵敏度降低条件时，通过第二定向天线向待定位标签发送功率调节指令。

上述过程中提及的对待定位标签进行激活是指在对待定位标签进行定位前，终端对待定位标签进行激活，以使待定位标签与终端进行通信。具体激活过程是，由终端向待定位标签发送包含待定位标签身份标识的激活指令，当待定位标签接收到激活指令时，根据身份标识确定当前终端准备对自身进行定位，此时，向终端发送电磁波，该电磁波的发射功率优选为待定位标签可发射的最大功率，以使终端捕捉到最大功率电磁波后，确定待定位标签已经激活。同时，根据第一定向天线接收电磁波的信号辐射图可以确定出待定位标签的大致方向，以后续在该方向上移动终端，寻找待定位标签的位置。

s120、获取终端沿第一设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第一接收信号强度。

其中，第一设定方向为待定位标签所在的方向，其在待定位标签被激活时确定。进一步的，由于待定位标签调节发射功率后，使得通信距离缩短，进而导致终端接收的第一接收信号强度发生变化，一般为第一接收信号强度降低。此时，终端沿第一设定方向移动后，与待定位标签的距离变近，相应的，接收的第一接收信号强度变强。同时，第一定向天线接收电磁波时，也可以根据第一接收信号强度确定出待定位标签的大致方向，以对第一设定方向进行更新，进一步的保证了移动方向的准确性。

进一步的，在移动终端时可以是通过语音、屏幕中显示移动方向或者指示灯闪亮等方式通知终端使用者控制终端进行移动。相对的，如果终端具有智能移动功能，那么终端可以根据接收到的第一接收信号强度自行进行移动。

一般而言，终端接收的第一接收信号强度也可以理解为终端当前接收电磁波的rssi。同样，下述过程中提及的第二接收信号强度以及第三接收信号强度也可以理解为接收电磁波的rssi。

s130、根据第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件。若是，则执行s140，否则，返回执行s110。

具体的，通信距离越远，对于终端的接收灵敏度要求越高，而通信距离越近，对于终端的接收灵敏度要求越低。当终端与待定位标签的距离已经足够接近(如50m)后，即使降低待定位标签的发射功率，仍然会使得第一定向天线接收电磁波时，在多个方向上均得到较大的第一接收信号强度，其并不利于终端进一步的确定待定位标签的具体位置。如果此时降低终端的接收灵敏度，那么第一定向天线在接收同一电磁波时接收信号最大强度对应的方向范围会大幅缩小，因此，可以通过降低终端接收灵敏度的方式，保证得到第二接收信号强度后，根据第一定向天线的接收方向确定出待定位标签的具体方向及位置。据此，本实施例中提出了设定灵敏度降低条件，以根据该灵敏度降低条件确定终端与待定位标签的距离是否接近，进而确定是否需要降低终端的接收灵敏度，以在近距离内更准确地对待定位标签进行定位。

可选的，根据第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件可以是：预先设定第一预设强度阈值，其中，第一预设强度阈值为判断是否向待定位标签发送功率调整指令的临界值，其具体指可以根据实际情况设定。例如，待定位标签的发射功率降低6dbm后，通信距离缩短一半，第一接收信号强度降低，在终端沿第一设定方向移动过程中第一接收信号强度不断增大，当第一接收信号强度增大到第一预设强度阈值后，第一定向天线接收电磁波时确定的接收方向范围将扩大，因此，需要继续降低待定位标签的发射功率或者降低终端接收灵敏度，以保证第一定向天线接收电磁波时确定的接收方向范围准确。

进一步的，当第一接收信号强度等于第一预设强度阈值时，确定已经发送功率调节指令的发送次数，并将该发送次数与预设次数阈值进行比较。其中，次数阈值为向待定位标签发送功率调节指令的次数最大值，其可以根据终端最大接收距离确定。当等于预设次数阈值时，说明终端与待定位标签的距离已经足够接近，即满足灵敏度降低条件。

还可选的，根据第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件可以是：预先设定信号强度阈值，该信号强度阈值与上述第一预设强度阈值相同。当待定位标签调整电磁波的发射功率后，终端确定第一接收信号强度始终大于预设信号强度阈值时，或者，终端在激活待定位标签后，沿设定方向移动过程中第一接收信号强度始终大于预设信号强度阈值，此时，可以说明终端与待定位标签的距离已经足够接近，即满足灵敏度降低条件。

s140、降低终端的接收灵敏度，并获取终端沿第二设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度。

具体的，接收灵敏度对应的各最小接收信号强度可以根据实际情况进行设定。例如，降低前的接收灵敏度对应的最小接收信号强度为-85dbm，此时，终端可以通过定向天线捕捉到电磁波的最小值为-85dbm。当降低接收灵敏度后对应的最小接收信号强度为-55dbm，此时，接收信号强度低于-55dbm的电磁波将不被终端所识别。

进一步的，降低接收灵敏度后，根据第一定向天线确定当前电磁波接收方向，并将该接收方向确定为第二设定方向。通知使用者沿第二设定方向移动该终端，并在移动过程中实时获取终端接收待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度。

一般而言，第一设定方向和第二设定方向的大致范围相同，对应的角度信息可能完全相同，也可以存在细微差异。

s150、根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置。

具体的，第二接收信号强度越大，说明终端与待定位标签的距离越近。

可选的，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置具体为：当第二接收信号强度大于第二预设强度阈值时，说明终端移动到待定位标签所在的位置。一般而言，终端停止移动时所在的位置与待定位标签所在的位置之间的距离小于0.5m，在该距离内，使用者可以准确地确定出待定位标签的位置。因此，当终端停止移动时，将终端所在位置默认为待定位标签的位置。其中，第二预设强度阈值为待定位标签与终端距离很近(如0.5m)时，终端可以接收到的第二接收信号强度的最小值。如果第二接收信号强度小于第二预设强度阈值，则继续移动该终端直到第二接收信号强度大于第二预设强度阈值为止。

还可选的，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置具体为：沿设定方向移动终端时，确定第二接收信号强度的最大值，并将最大值对应的终端所在的位置确定为待定位标签所在的位置。

进一步的，当确定出待定位标签的位置后，终端可以通过提示音、震动、指示灯以及屏幕提示等至少一种提示方式提示使用者已经确定出待定位标签的位置。

本实施例提供的技术方案，通过在调节待定位标签的发射功率后，获取终端沿第一设定方向移动过程中的第一接收信号强度，并根据第一接收信号强度确定满足灵敏度降低条件时，降低终端的接收灵敏度，并继续获取终端移动过程中的第二接收信号强度，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置的技术方案，利用了定向天线特性、无线通信中发射功率与通信距离的关系特性以及接收灵敏度特性实现了仅通过一个终端对待定位标签进行定位，且定位方法简单、结果准确，可以实现在400m-0.5m的范围内快速对标签进行定位。同时，成本较低，并且耗时较短。

实施例二

图3为本发明实施例二提供的一种定位方法的流程图。本实施例在上述实施例的基础上进行具体化。具体的，根据第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件具体为：当第一接收信号强度等于第一预设强度阈值时，确定当前发送功率调节指令的发送次数；判断发送次数是否满足预设次数阈值。

进一步的，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置包括：确定第二接收信号强度是否高于第二预设强度阈值，若是，则将终端所在位置确定为待定位标签的位置。

更进一步的，在向待定位标签发送功率调节指令之前，还具体包括：向待定位标签发送激活指令，以使待定位标签根据激活指令发射满足最大功率的电磁波；根据接收最大功率的电磁波时确定的第三接收信号强度确定待定位标签相对于终端的方向，并将方向确定为第一设定方向。

参考图3，本实施例提供的定位方法具体包括：

s210、向待定位标签发送激活指令，以使待定位标签根据激活指令发射满足最大功率的电磁波。

可选的，激活指令的具体内容本实施例不作限定。考虑到终端的信号发射范围内，可能存在多个标签，为了防止对多个标签进行激活，设定激活指令中包括待定位标签的身份标识，以使多个标签解析激活指令时，根据身份标识确定该激活指令是否为发送给自己的指令。当某个标签的身份标识与激活指令中的身份标识相同时，将该标签作为待定位标签。

进一步的，待定位标签接收到激活指令后，自身进行激活。激活方式具体为：发射满足最大功率的电磁波。即该电磁波的发射功率为待定位标签可以发射的最大功率。

其中，终端通过第二定向天线发送激活指令。

s220、根据接收最大功率的电磁波时确定的第三接收信号强度确定待定位标签相对于终端的方向，并将方向确定为第一设定方向。

具体的，使用者可以使终端沿多个方向接收最大功率的电磁波。此时，终端可以记录第一定向天线接收的各个方向的第三接收信号强度，并选择第三接收信号强度最大值对应的接收方向为待定位标签所在的方向，即第一设定方向，以使终端后续沿第一设定方向进行移动。

s230、向待定位标签发送功率调节指令，以使待定位标签根据功率调节指令调整电磁波的发射功率。

具体的，当终端确定待定位标签的第一设定方向后，会向待定位标签发送功率调节指令。进一步的，当终端确定发送功率调节指令的发送次数不满足预设次数阈值时，会向待定位标签发送功率调节指令。

s240、获取终端沿第一设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第一接收信号强度。

s250、判断第一接收信号强度是否等于第一预设强度阈值。当第一接收信号强度等于预设强度阈值时，执行s260，否则，返回执行s240。

其中，预设强度阈值可以根据实际情况设定。假如预设强度阈值为-85dbm，那么终端移动过程中，第一接收信号强度始终低于-85dbm且逐渐接近-85dbm。当第一接收信号强度增大到第一预设强度阈值后，第一定向天线接收电磁波时确定的接收方向范围将扩大，因此，需要继续降低待定位标签的发射功率或者降低终端接收灵敏度，以保证第一定向天线接收电磁波时确定的接收方向范围准确。

s260、确定当前发送功率调节指令的发送次数。

在本实施例中，默认终端每次发送的功率调节指令均可以被待定位标签准确的接收，即每次发送功率调节指令后，对应的发送次数加1。

需要说明的是，终端也可以检测功率调节指令是否发送成功。其具体的方式为，当发送功率调节指令后，确定终端未移动时第一信号接收强度的具体值的变化幅度是否超过预设幅度，该预设幅度具体值可以根据实际情况设定，如5dbm。如果超过了预设幅度，则确定功率调节指令发送成功，对应的发送次数加1，否则确定功率调节指令发送失败，重新发送功率调节指令，并继续判断该功率调节指令是否发送成功。

s270、判断发送次数是否满足预设次数阈值。若是，则执行s280，否则，返回执行s230。

具体的，预设次数阈值为向待定位标签发送功率调节指令的次数最大值，其可以根据终端最大接收距离确定。当发送次数等于预设次数阈值时，确认终端与待定位标签的距离已经非常接近。

s280、降低终端的接收灵敏度。

具体的，接收灵敏度的档位可以根据实际情况进行设定。

s290、获取终端沿第二设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度。

具体的，降低接收灵敏度后，终端根据第一定向天线确定当前接收电磁波的接收方向，该方向与第一设定方向大致范围相同。进一步的，将该方向确定为第二设定方向，通知使用者沿第二设定方向移动终端并获取第二接收信号强度。

s2100、确定第二接收信号强度是否高于第二预设强度阈值，若是，则执行s2110，否则，返回执行s290。

具体的，第二预设强度阈值为待定位标签与终端距离很近(如0.5m)时，终端可以接收到的第二接收信号强度的最小值。如果第二接收信号强度高于第二预设强度阈值，则说明终端移动到待定位标签所在的位置。在本实施例中，默认终端停止移动时所在位置为待定位标签的位置，位置误差忽略不计。如果第二接收信号强度低于第二预设强度阈值，则继续沿第二设定方向移动该终端直到第二接收信号强度大于第二预设强度阈值为止。

s2110、将终端所在位置确定为待定位标签的位置。

需要说明的是，本实施例中仅降低了一次接收灵敏度。实际应用中，可以根据实际情况多次降低接收灵敏度。具体的，每次降低接收灵敏度后，均设定信号强度阈值，且信号强度阈值为对应的接收灵敏度正确接收信号的最小功率值。当终端移动过程中获取的第二接收信号强度等于信号强度阈值时，降低终端接收灵敏度，并继续确定是否需要降低接收灵敏度，直到第二接收信号强度等于第二预设强度阈值为止。

本实施例提供的技术方案，通过向待定位标签发送激活信号，以激活待定位标签，并通过捕获待定位标签发射的最大功率的电磁波确定待定位标签的大致方向后，向待定位标签发送功率调节指令，以使待定位标签降低发送功率，获取终端沿第一设定方向移动过程中的第一接收信号强度，当根据第一接收信号强度确定终端满足灵敏度降低条件时，降低终端接收灵敏度，并根据终端沿第二设定方向移动过程中获取的第二接收信号强度确定待定位标签的位置的技术方案，实现了快速准确的对标签进行定位，同时简化了定位方法，降低了设备成本。

实施例三

图4为本发明实施例三提供的一种定位装置的结构示意图。参考图4，本实施例提供的定位装置具体包括：发送模块301、获取模块302、判断模块303以及确定模块304。

其中，发送模块301，用于向待定位标签发送功率调节指令，以使待定位标签根据功率调节指令调整电磁波的发射功率；获取模块302，用于获取终端沿第一设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第一接收信号强度；判断模块303，用于根据第一接收信号强度确定是否满足灵敏度降低条件，若是，则降低终端的接收灵敏度，并获取终端沿第二设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度；确定模块304，用于根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置。

本实施例提供的技术方案，通过在调节待定位标签的发射功率后，获取终端沿第一设定方向移动过程中的第一接收信号强度，并根据第一接收信号强度确定满足灵敏度降低条件时，降低终端的接收灵敏度，并继续获取终端移动过程中的第二接收信号强度，根据第二接收信号强度确定待定位标签的位置的技术方案，利用了定向天线特性、无线通信中发射功率与通信距离的关系特性以及接收灵敏度特性实现了仅通过一个终端对待定位标签进行定位，且定位方法简单、结果准确，可以实现在400m-0.5m的范围内快速对标签进行定位。同时，成本较低，并且耗时较短。

进一步的，判断模块303具体包括：次数确定单元，用于当第一接收信号强度等于第一预设强度阈值时，确定当前发送功率调节指令的发送次数；次数判断单元，用于判断发送次数是否满足预设次数阈值；第一参数调整单元，用于若是，则降低终端的接收灵敏度，并获取终端沿第二设定方向移动过程中接收待定位标签发射电磁波的第二接收信号强度。

进一步的，确定模块304具体用于：确定第二接收信号强度是否高于第二预设强度阈值，若是，则将终端所在位置确定为待定位标签的位置。

进一步的，还包括：激活模块，用于向待定位标签发送功率调节指令之前，向待定位标签发送激活指令，以使待定位标签根据激活指令发射满足最大功率的电磁波；方向确定模块，用于根据接收最大功率的电磁波时确定的第三接收信号强度确定待定位标签相对于终端的方向，并将该方向确定为第一设定方向。

本实施例提供的定位装置可以用于执行上述任意实施例提供的定位方法，具备相应的功能和有益效果。

注意，上述仅为本发明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的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。