室内定位系统、定位服务器与室内定位方法 |
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| 申请号 | CN201410568436.0 | 申请日 | 2014-10-23 | 公开(公告)号 | CN105592546A | 公开(公告)日 | 2016-05-18 |
| 申请人 | 纬创资通股份有限公司; | 发明人 | 李旭明; | ||||
| 摘要 | 一种室内 定位 系统、定位 服务器 与室内定位方法。该定位系统用于感测位于一室内环境的一可携式装置的 位置 ，其包含第一无线感测器、第二无线感测器、第三无线感测器及定位服务器。第一无线感测器通过第一无线通信标准感测与可携式装置 信号 连接，且第一无线感测器产生与可携式装置对应的一第一无线感测信息。第二无线感测器通过第二无线通信标准感测与可携式装置信号连接，且第二无线感测器产生与可携式装置对应的第二无线感测信息。第三无线感测器产生与该可携式装置对应的第三无线感测信息。定位服务器接收第一无线感测信息、第二无线感测信息、第三无线感测信息并据以得出可携式装置在室内环境的位置。本 发明 能有效确认室内可携式装置的位置。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种室内定位系统，用于感测位于一室内环境的一可携式装置的位置，其特征在于，该定位系统包含： |
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| 说明书全文 | 室内定位系统、定位服务器与室内定位方法技术领域[0001] 本发明是有关于一种室内定位系统、定位服务器与室内定位方法，且特别是有关于一种搭配异质无线通信标准对可携式装置进行定位的室内定位系统、定位服务器与室内定位方法。 背景技术[0002] 过去，通过全球定位系统(Global Positioning System，简称为GPS)对可携式装置(如：手机、平板电脑等)进行定位的功能已经相当普遍。全球定位系统原始设计的目的是给具有开放天空(Open Sky)的用户使用。使用全球定位系统进行室内定位时，卫星信号容易受到建筑物的干扰，导致全球定位系统无法将应用延伸至室内环境。因此，如何对位于室内环境的可携式装置进行定位为一个待解决的课题。 发明内容[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种室内定位系统、定位服务器与室内定位方法，且特别是有关于一种使用异质无线通信标准的室内定位系统、定位服务器与室内定位方法，以解决现有技术中建筑物内的卫星信号由于受到干扰而无法对室内的可携式装置进行定位的问题。 [0004] 本发明的技术方案为提供一种室内定位系统，用于感测位于一室内环境的一可携式装置的位置，该室内定位系统包含：一第一无线感测器，设置于该室内环境，其通过一第一无线通信标准与该可携式装置信号连接，且该第一无线感测器产生与该可携式装置对应的一第一无线感测信息；一第二无线感测器，设置于该室内环境，其通过一第二无线通信标准与该可携式装置信号连接，且该第二无线感测器产生与该可携式装置对应的一第二无线感测信息；一第三无线感测器，设置于该室内环境，其产生与该可携式装置对应的一第三无线感测信息；以及一定位服务器，信号连接于该等无线感测器，其接收该第一无线感测信息、该第二无线感测信息、该第三无线感测信息并据以得出该可携式装置在该室内环境的位置。 [0005] 本发明还提供一种定位服务器，用于对位于一室内环境的一可携式装置定位，该定位服务器包含：一接收器，信号连接于一网络，该接收器通过该网络而接收与该可携式装置对应的一第一无线感测信息、一第二无线感测信息与一第三无线感测信息；以及一数据库，电连接于该接收器，其存储与一第一无线感测器对应的一第一感测范围、与一第二无线感测器对应的一第二感测范围以及与一第三无线感测器对应的一第三感测范围，其中该定位服务器根据该等无线感测信息与这些感测范围而得出该可携式装置在该室内环境的位置。 [0006] 本发明还提供一种室内定位方法，用于感测位于一室内环境的一可携式装置的位置，该室内定位方法包含以下步骤：通过一第一无线通信标准与该可携式装置建立信号连接，并据以产生与该可携式装置对应的一第一无线感测信息；通过一第二无线通信标准与该可携式装置建立信号连接，并据以产生与该可携式装置对应的一第二无线感测信息；产生与该可携式装置对应的一第三无线感测信息；以及根据该第一无线感测信息、该第二无线感测信息、该第三无线感测信息得出该可携式装置在该室内环境的位置。 [0007] 本发明的室内定位系统可搭配室内环境既有的各种无线通信标准，自不同的无线感测器检测并产生可携式装置的无线感测信息。之后，再利用远端的定位服务器接收并结合由各个无线感测器产生的无线感测信息，并且，根据这些无线感测信息确认可携式装置的位置。附图说明 [0008] 图1，其是本发明的室内定位系统利用异质无线感测器，感测可携式装置的位置的示意图。 [0009] 图2，其是本发明的室内定位系统的示意图。 [0010] 图3，其是本发明的室内定位方法的流程图。 [0011] 主要元件符号说明： [0012] 11：第一无线感测器 13：第二无线感测器 [0013] 15：第三无线感测器 10：可携式装置 [0014] 12：室内环境 17：定位服务器 [0015] 171：数据库 173：接收器 [0016] 19：网络 [0017] S1、S11、S13、S3、S31、S33、S5、S51、S53、S7：步骤 具体实施方式[0018] 为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下： [0019] 为了改善习用技术的定位系统的缺失，本发明提出一种结合异质的无线通信标准，对位于室内的可携式装置进行定位。 [0020] 请参见图1，其是本发明的定位系统利用异质无线感测器，感测可携式装置的位置的示意图。可携式装置10可于室内环境内任意移动。根据本发明构想的实施例，第一无线感测器11、第二无线感测器13、第三无线感测器15与可携式装置之间，采用至少两种类型的无线通信标准而信号连接。 [0021] 例如：第一无线感测器11与第二无线感测器13为WiFi基站，通过WiFi感测可携式装置10，而第三无线感测器为低功耗蓝牙通信技术(iBeacon)感测器，通过iBeacon感测可携式装置10。又如：第一无线感测器11与可携式装置10建立WiFi的信号连接；第二无线感测器13与可携式装置10建立紫蜂协定(Zigbee)的信号连接；第三无线感测器15为iBeacon感测器，通过iBeacon感测可携式装置10。 [0022] 不同类型的无线通信标准具有不同的覆盖范围。以WiFi为例，采用802.11b或802.11g的WiFi在无任何障碍物下，可覆盖范围可达室内-50平方米(538英尺)/室外-140平方米(1500英尺)。采用802.11n的WiFi具有更远的覆盖范围。其次，以iBeacon为例，iBeacon无线感测器可感测的最远传输距离为50m。再以近场通信(Near Field Communication，简称为NFC)为例，NFC是一种短距高频(13.56MHz)的无线通信标准。NFC无线感测器可用于在20公分距离内的可携式装置。当然，除了WiFi、iBeacon、NFC外，其他诸如ZigBee、蓝牙(Bluetooth)等无线通信标准的感测器，也可应用于本发明的室内定位系统。 [0023] 根据本发明的构想，无线通信标准可支援的覆盖范围可以图1的圆形表示。当然，随着室内环境的摆设与建筑材料的不同，无线感测器所对应的感测范围并不一定为对称的圆形。 [0024] 随着无线通信标准的不同，各个无线感测器所对应的感测范围的大小也不同。例如，iBeacon无线感测器的感测范围大于NFC无线感测器的感测范围，代表以iBeacon无线感测器为圆心的圆的半径大于以NFC无线感测器为圆心的圆的半径。 [0025] 根据本发明的构想，第一无线感测器11可在第一感测范围D1内，感测是否有任何使用第一无线通信标准的装置。换言之，若可携式装置10移动其位置，但仍在第一感测范围D1内时，第一无线感测器11均可以对应产生与可携式装置10相对应的第一无线感测信息。同样的，第二无线感测器13可在第二感测范围D2内，感测是否有任何使用第二无线通信标准的装置。第三无线感测器15可在第三感测范围D3内感测是否有任何使用第三无线通信标准的装置。 [0026] 通过比较各个无线感测器产生的无线感测信息，室内定位系统可估算出可携式装置的实际位置。举例而言，若第一无线感测器11与第二无线感测器13各自产生与可携式装置10对应的第一无线感测信息与第二无线感测信息时，代表可携式装置10位于第一感测范围D1以及第二感测范围D2重叠的区域。 [0027] 同理，若第一无线感测器11、第二无线感测器13、第三无线感测器15各自产生与可携式装置10对应的第一无线感测信息、第二无线感测信息与第三无线感测信息时，代表可携式装置10位于第一感测范围D1、第二感测范围D2与第三感测范围D3重叠的区域。图1的可携式装置10便位于一个第一感测范围D1、第二感测范围D2与第三感测范围D3重叠的区域。 [0028] 为便于说明，以下假设第一无线感测器11、第二无线感测器13、第三无线感测器15通过三种不同类型的无线通信标准而信号连接于可携式装置10。换言之，第一无线感测器11经由第一无线通信标准P1(例如WiFi)连接可携式装置10；第二无线感测器13经由第二无线通信标准P2(例如Zigbee)连接可携式装置10；以及第三无线感测器15经由第三无线通信标准P3(例如iBeacon)连接可携式装置10。 [0029] 请参见图2，其是本发明的定位系统传送定位信息的示意图。定位服务器17通过网络19而信号连接于第一无线感测器11、第二无线感测器13、第三无线感测器15。 [0030] 定位服务器17包含接收器173与数据库171。接收器173信号连接于网络19，通过网络19而接收与可携式装置对应的无线感测信息。数据库171电连接于接收器173。数据库171内部预先存储与无线感测器相关的信息。例如，与第一无线感测器11对应的第一感测范围、与第二无线感测器13对应的第二感测范围，以及与第三无线感测器15对应的第三感测范围。据此，定位服务器17可以根据无线感测信息与感测范围而得出可携式装置10在室内环境12的位置。 [0031] 当第一无线感测器11经由第一无线通信标准P1感测到可携式装置10时，第一无线感测器11产生第一无线感测信息。第一无线感测器11产生第一无线感测信息后，第一无线感测器11通过网络19将第一无线感测信息传送至定位服务器17。 [0032] 当第二无线感测器13经由第二无线通信标准P2感测到可携式装置10时，第二无线感测器13产生第二无线感测信息。第二无线感测器13产生第二无线感测信息后，第二无线感测器13通过网络19将第二无线感测信息传送至定位服务器17。 [0033] 当第三无线感测器15经由第三无线通信标准P3感测到可携式装置10时，第三无线感测器15产生第三无线感测信息。第三无线感测器15产生第三无线感测信息后，第三无线感测器15通过网络19将第三无线感测信息传送至定位服务器17。 [0034] 待定位服务器17自网络19接收第一无线感测信号、第二无线感测信号、第三无线感测信号后，定位服务器17再搭配定位演算法估算可携式装置的位置。其中，定位演算法的种类并不需要被限定。例如，定位服务器17可采用三角定位演算法(Triangle Math)、圆交点法(Circle Intersection Point)等。 [0035] 随着可携式装置10在室内环境的位置改变，用于感测可携式装置的无线感测器也可能不同。例如，假设室内定位系统还包含第四无线感测器(未绘式)，且第四无线感测器对应于第四感测范围D4。若可携式装置10的位置离开第三感测范围D3后，移动至第一感测范围D1、第二感测范围D2、第四感测范围D4的交集处。则，定位服务器17将改由第一无线感测器11、第二无线感测器13、第四无线感测器接收无线感测信息，并据以判断得出可携式装置10的新位置在第一感测范围D1、第二感测范围D2与第四感测范围D4的交集处。 [0036] 换言之，若无线感测器依据本身采用的无线通信标准而感测到可携式装置10的存在时，无线感测器便对应产生并传送与可携式装置10相对应的无线感测信息至定位服务器17。反之，若无线感测器依据本身采用的无线通信标准，并未感测到可携式装置10的存在时，无线感测器不会产生与可携式装置10相对应的无线感测信息至定位服务器17。连带的，定位服务器17可以根据传送无线感测信息的无线感测器，以及根据内部存储的无线感测器的安装位置与其对应的感测范围，判断可携式装置10的实际位置。 [0037] 请参见图3，其是本发明的定位方法的流程图。在此图式中，步骤S1、S3、S5分别代表当可携式装置移动至各个无线感测器的感测范围后，各个无线感测器产生无线感测信息，以及定位服务器17接收无线感测信息的步骤。需留意的是，步骤S1、S3、S5的先后顺序并不以此为限。甚至，步骤S1、S3、S5亦可平行进行。 [0038] 在步骤S1中，第一无线感测器11根据第一无线通信标准产生与可携式装置对应的第一无线感测信息(步骤S11)。接着，第一无线感测器11通过网络19将第一无线感测信息传送至定位服务器17。换言之，定位服务器17将通过网络19接收第一无线感测信息(步骤S13)。 [0039] 在步骤S3中，第二无线感测器13根据第二无线通信标准产生与可携式装置10对应的第二无线感测信息(步骤S31)。接着，第二无线感测器13通过网络将第二无线感测信息传送至定位服务器17。换言之，定位服务器17将通过网络19接收第二无线感测信息(步骤S33)。 [0040] 在步骤S5中，第三无线感测器15根据第三无线通信标准产生与可携式装置10对应的第三无线感测信息(步骤S51)。接着，第三无线感测器15通过网络19将第三无线感测信息传送至定位服务器17。换言之，定位服务器17将通过网络19接收第三无线感测信息(步骤S53)。 [0041] 其后，定位服务器17再根据第一无线感测信息、第二无线感测信息、第三无线感测信息，搭配各种定位演算法得出可携式装置在室内环境的位置(步骤S7)。 [0042] 如前所述，定位服务器17利用数据库173存储与无线感测器相关的信息，以下列表仅为举例使用并非用于限制数据库173实际存储的无线感测器个数与信息类型。 [0043]无线感测器 安装位置 无线通信标准 感测范围 第一无线感测器 第一安装位置 WiFi WiFi感测范围 第二无线感测器 第二安装位置 Zigbee ZigBee感测范围 第三无线感测器 第三安装位置 iBeacon iBeacon感测范围 [0044] [0045] 数据库173内部存储每个无线感测器所安装的位置、采用的无线通信标准，以及每个无线感测器所对应的感测范围。若延续前述的例子，第一无线感测器为WiFi无线感测器，安装于第一安装位置，与第一无线感测器对应的无线通信标准为WiFi，且第一感测范围D1对应于WiFi感测范围。第三无线感测器为Zigbee无线感测器，安装于第二安装位置，与第二无线感测器对应的无线通信标准为Zigbee，且第二感测范围D2对应于Zigbee感测范围。第三无线感测器为iBeacon无线感测器，安装于第三安装位置，与第三无线感测器对应的无线通信标准为iBeacon，且第三感测范围D3对应于iBeacon感测范围。 [0046] 根据前述说明可以得知，本发明的室内定位系统可搭配室内环境既有的各种无线通信标准，自不同的无线感测器检测并产生可携式装置的无线感测信息。之后，再利用远端的定位服务器17接收并结合由各个无线感测器产生的无线感测信息，并且，根据这些无线感测信息确认可携式装置的位置。据此，本发明的室内定位方法并不需要设置专用的无线感测器，能节省室内定位系统的生产成本。 [0047] 综上所述，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。 |
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