本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種室內(nèi)定位方法、裝置及終端。

背景技術(shù)：

隨著移動設(shè)備的快速增長及普及，如智能手機、平板電腦、智能手表等，移動設(shè)備無線通信裝置的功能也越來越強大，基于定位的位置服務(wù)應(yīng)用程序也日新月異，其中人們對室內(nèi)定位需求也不斷增加，比如大型商場導購、地下車庫、大廈室內(nèi)導航等?，F(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)主要包括無線局域網(wǎng)(wifi)、射頻標簽(rfid)、藍牙(ibeacon)、超寬帶無線電(ultrawideband，uwb)、地磁、可見光(led)定位等。

但現(xiàn)有技術(shù)中，藍牙和wi-fi室內(nèi)定位技術(shù)的定位精度低，藍牙的定位精度為2-5米，wi-fi的定位精度為5-10米，且定位效果容易受到環(huán)境影響；射頻標簽適用于近距離室內(nèi)定位，但是不具備通訊的能力，抗干擾能力較差；超寬帶無線電需要在可以進行定位的區(qū)域內(nèi)布置專業(yè)的超寬帶無線電信號發(fā)送基站，且對接收信號的終端設(shè)備也有要求，同時其傳輸速率低，系統(tǒng)頻譜利用率也較低，可見光(led)定位需要耗費終端較大的功耗，且不能進行實時消息的推送，同時在光源信號被遮擋時，終端無法接收到所述光源信號。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

基于此，有必要針對上述提到的至少一個問題，提供一種室內(nèi)定位方法，并相應(yīng)提供一種室內(nèi)定位裝置及終端。

一種室內(nèi)定位方法，包括：

終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息；

基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系；

將所述終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；

根據(jù)矩陣分解法解析基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，確定終端位置。

進一步地，基站發(fā)送的信號包括藍牙信號，所述終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息的步驟，包括：

終端通過藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號，并基于所述藍牙信號，通過映射的方式確定基站位置信息；

其中，所述基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系的步驟，包括：

基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)平面坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的平面坐標系內(nèi)線性關(guān)系。

進一步地，基站發(fā)送的信號包括光源信號，所述終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息的步驟，包括：

終端通過光信號捕捉裝置基站發(fā)出的光源信號，并基于所述光源信號，通過解調(diào)的方式確定基站位置信息；

其中，所述基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系的步驟，包括：

基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)空間坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的空間線性關(guān)系。

優(yōu)選地，所述光源信號為調(diào)制后的攜帶有所述基站位置信息的led光源；其中，所述光源信號為基站按照預設(shè)調(diào)制規(guī)則對所述基站位置信息進行調(diào)制，并將調(diào)制后的所述基站位置信息輸入led光源信號的驅(qū)動器中，以使得所述驅(qū)動器驅(qū)動所述光源發(fā)送的。

進一步地，在基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系的步驟之前，還包括:

檢測所述終端所在當前區(qū)域的定位精度和/或終端的功耗指標。

優(yōu)選地，當檢測到所述終端所在當前區(qū)域的定位精度為低于預設(shè)精度值和/或終端的功耗指標為低于預設(shè)功耗值時，所述終端僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號；或

當檢測到所述終端所在當前區(qū)域的定位精度為高于預設(shè)精度值和/或終端的功耗指標為高于預設(shè)功耗值時，所述終端同時使用藍牙和光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的信號。

優(yōu)選地，所述光信號捕捉裝置為攝像裝置。

進一步地，在基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系的步驟之前，還包括:

所述終端檢測所述基站的led光源信號強度值和/或藍牙信號強度值。

進一步地，當基站發(fā)送的所述led光源信號強度值低于預設(shè)光源信號強度值時，所述終端僅使用藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號；

當基站發(fā)送的所述藍牙信號強度值低于預設(shè)藍牙信號強度值時，所述終端僅使用光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的光信號。

一種室內(nèi)定位裝置，包括：

接收模塊，用于終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息；

確定模塊，用于基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系；

轉(zhuǎn)化模塊，用于將所述終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；

解析模塊，用于根據(jù)矩陣分解法解析基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，確定終端位置。

一種室內(nèi)定位終端，包括：存儲器、處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述室內(nèi)定位方法的步驟。

本發(fā)明提供一種室內(nèi)定位方法、裝置及終端，相比現(xiàn)有技術(shù)，終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息，基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，得到確定基站位置信息和終端預設(shè)位置信息線性方程的參數(shù)，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，用以初步確定基站與終端預設(shè)位置線性方程組；將初步確定基站與終端位置線性方程組轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；根據(jù)矩陣分解法求解基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，從而確定終端位置。本發(fā)明提供的室內(nèi)定位方法可以提高定位終端位置的精準度，在確定終端位置過程中的預設(shè)規(guī)則常見，具有較好適用性、實用性和社會效益。

進一步地，通過本發(fā)明的優(yōu)選實施例方式，可實現(xiàn)具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明提供的室內(nèi)定位方法、裝置及終端，采用了矩陣分解法求解根據(jù)基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，得到精準度較高的終端位置，在確定基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的線性關(guān)系的過程中，采用了常見的預設(shè)規(guī)則，對于推廣該室內(nèi)定位方法具有較好的適用性、實用性和社會效益。

2、本發(fā)明提供的室內(nèi)定位方法、裝置及終端，具有藍牙和led兩種定位技術(shù)，且終端可根據(jù)其所在區(qū)域的定位精度、終端自身的功耗指標、基站發(fā)送的信號類型自主選擇藍牙和/或led定位技術(shù)確定終端的位置，從而滿足在不同情況下終端的功耗需求，定位精度的需求，降低終端的功耗。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一實施例中室內(nèi)定位方法的原理示意圖；

圖2為本發(fā)明一實施例中平面坐標系內(nèi)圓的示意圖；

圖3為本發(fā)明一實施例中圖像坐標系與物體坐標系關(guān)系的示意圖；

圖4為本發(fā)明一實施例中室內(nèi)定位裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個”、“所述”和“該”也可包括復數(shù)形式。應(yīng)該進一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組。應(yīng)該理解，當我們稱元件被“連接”或“耦接”到另一元件時，它可以直接連接或耦接到其他元件，或者也可以存在中間元件。此外，這里使用的“連接”或“耦接”可以包括無線連接或無線耦接。這里使用的措辭“和/或”包括一個或更多個相關(guān)聯(lián)的列出項的全部或任一單元和全部組合。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學術(shù)語)，具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語，應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣被特定定義，否則不會用理想化或過于正式的含義來解釋。

室內(nèi)定位是在室內(nèi)環(huán)境無法使用衛(wèi)星定位時，使用室內(nèi)定位技術(shù)作為衛(wèi)星定位的輔助定位，解決衛(wèi)星信號到達地面時較弱、不能穿透建筑物的問題，最終定位物體當前所處的位置。室內(nèi)定位技術(shù)在移動互聯(lián)網(wǎng)通信時代具有較好的發(fā)展前景，在大型商場、地下車庫，甚至緊急救援情況都有較好的普適性，在已有的定位技術(shù)上，將藍牙和led兩種定位技術(shù)結(jié)合，根據(jù)不同的情況選擇不同定位方法，結(jié)合了藍牙和led定位技術(shù)的優(yōu)點，可降低終端的功耗，并能夠提高終端的定位精度，具有較好的實用性。

本發(fā)明的實施例中，如圖1所示，提供了一種室內(nèi)定位方法，包括：

s100：終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息；

終端進入一個可接收到基站發(fā)送的信號的區(qū)域內(nèi)，在區(qū)域內(nèi)包括多個基站，終端接收基站發(fā)送的信號，其中在信號中包含有基站自身的地理位置信息，基站的地理位置信息即為基站位置信息，基站位置信息具體為基站的坐標，基站發(fā)送的信號包括藍牙信號和/或led光源信號，藍牙信號和led光源信號為攜帶有基站位置信息的信號，且信號為基站按照預設(shè)規(guī)則對基站位置信息進行預處理，并將預處理過的信號發(fā)送出，終端接收基站的發(fā)送信號，通過具體的方式解析接收到的信號，用以確定基站位置信息，將確定的基站位置信息用以后續(xù)的計算。在終端進入一個可接收到基站發(fā)送的信號的區(qū)域內(nèi)，由于在區(qū)域內(nèi)包括多個基站，終端可對基站的數(shù)量做出篩選，可選取一個、三個或者更多的基站，并針對選取的基站的信號進行解析，從而確定基站的位置。

具體地，如終端為一手機端，用戶攜帶手機進入一室內(nèi)，室內(nèi)天花板按照一定距離部署有多個led-藍牙混合模組的信號發(fā)送基站，由于在部署基站時，將每個基站的設(shè)備屬性、位置信息、距離與rssi值的關(guān)系等以映射關(guān)系進行存儲，其可存儲在數(shù)據(jù)庫和/或者服務(wù)器中，如一個app的數(shù)據(jù)庫，手機接收端打開該app時，接收多個藍牙基站發(fā)送的信號，手機端選取其中三個基站，從該app的數(shù)據(jù)庫和/或與該app連接的服務(wù)器中確定基站的位置信息，如：基站位置信息可為[xb1,xb2,xb3,yb1,yb2,yb3]，根據(jù)當然在此步驟中還可以包括手機端接收led基站發(fā)送的光源信號，具體根據(jù)光源信號獲取基站位置信息的詳細方法將在后問進行詳述。

s200：基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系；

在通過前述的方法，終端確定了基站位置信息，終端預設(shè)接收信號的點為終端的位置信息，并將其稱為終端預設(shè)位置信息，在終端中預設(shè)了以基站位置信息和終端預設(shè)位置信息作為參數(shù)并進行求解的規(guī)則，終端將終端預設(shè)位置信息和基站位置信息根據(jù)預設(shè)的規(guī)則，得到終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，其中預設(shè)規(guī)則還可以包括獲得其他與終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系相關(guān)的參數(shù)，其中線性關(guān)系為終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的方程組。

具體地，如上所述手機作為終端，在前述過程中終端確定了基站位置信息后，手機根據(jù)信號強度和距離的映射關(guān)系，其中信號強度值為rssi值，從該app數(shù)據(jù)庫中解析出對應(yīng)的距離[d1,d2,d3]，手機再將在接收基站發(fā)送信號的點設(shè)為手機預設(shè)位置信息，如為[x,y],前文詳述的確定的基站位置信息為[xb1,xb2,xb3,yb1,yb2,yb3]，將手機和基站的距離[d1,d2,d3]、手機預設(shè)位置信息[x,y]、基站位置信息[xb1,xb2,xb3,yb1,yb2,yb3]分別作為手機中預設(shè)規(guī)則的三項參數(shù)，并將三項參數(shù)帶入到預設(shè)規(guī)則中，確定手機預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，其中線性關(guān)系為手機預設(shè)位置信息和基站位置信息的方程組。

s300：將所述終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；

終端中預設(shè)了確定終端位置的規(guī)則，且在運用此規(guī)則確定終端的位置信息前，需要將終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為最小二乘線性關(guān)系，在本申請中的最小二乘線性關(guān)系為將前述的方程組轉(zhuǎn)化為矩陣形式的方程組，其具體形式后文詳述。

具體地，手機中預設(shè)了確定手機位置的規(guī)則，在運用該規(guī)則確定中的位置前，需要將前述手機預設(shè)位置信息和基站位置信息的方程組轉(zhuǎn)化為能根據(jù)該規(guī)則解析的方程組形式，該方程組，在運算過程中統(tǒng)稱為最小二乘線性關(guān)系，該方程形式為矩陣形式的方程組，其具體形式后文詳述。

s400：根據(jù)矩陣分解法解析基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，確定終端位置。

如前所述，基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為了最小二乘線性關(guān)系，而最小二乘線性關(guān)系為矩陣形式的方程組，則基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為了矩陣形式的方程組，通過矩陣分解法解析該矩陣形式的方程組，從而確定終端的位置，矩陣分解法包括是將矩陣拆解為數(shù)個矩陣的乘積，可分為三角分解、滿秩分解、qr分解、jordan分解和svd(奇異值)分解等。

具體地，如前所述，基站位置信息和手機預設(shè)位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為了最小二乘線性關(guān)系，而最小二乘線性關(guān)系為矩陣形式的方程組，則基站位置信息和手機預設(shè)位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為了矩陣形式的方程組，通過矩陣分解法中的qr分解法解析該矩陣形式的方程組，從而確定手機的位置，其中qr分解法也可被矩陣分解法的其他方法替代。

進一步地，步驟s100：基站發(fā)送的信號包括藍牙信號，所述終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息，包括：

s110：終端通過藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號，并基于所述藍牙信號，通過映射的方式確定基站位置信息；

如前所述，終端進入一個可接收到基站發(fā)送的藍牙信號的區(qū)域內(nèi)，且在區(qū)域內(nèi)包括多個能發(fā)送藍牙信號的基站，終端接收基站發(fā)送的藍牙信號，其中在藍牙信號中包含有基站自身的位置信息，基站的位置信息為基站的坐標，藍牙信號為基站按照預設(shè)規(guī)則對基站的位置信息進行預處理，并將預處理過的藍牙信號發(fā)送出，終端接收基站的發(fā)送藍牙信號，通過具體的方式解析接收到的藍牙信號，用以確定基站的位置信息，將確定的基站位置信息用以后續(xù)的計算。如前文所述，終端進入一個可接收到基站發(fā)送的藍牙信號的區(qū)域內(nèi)，終端可對基站的數(shù)量做出篩選，并針對選取的基站的信號進行解析，從而確定基站的位置。

具體地，如手機作為終端，用戶攜帶手機進入一室內(nèi)，室內(nèi)天花板按照一定距離部署有多個發(fā)送藍牙信號基站，由于在部署基站時，將每個基站的設(shè)備屬性、位置信息等以映射關(guān)系進行存儲，其可存儲在數(shù)據(jù)庫和/或者服務(wù)器中，如一個app的數(shù)據(jù)庫，手機接收端打開該app時，就可根據(jù)前述的方式確定基站位置信息。

其中，步驟s200：所述基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，包括：

s210：基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)平面坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的平面坐標系內(nèi)線性關(guān)系。

如前所述，終端通過藍牙信號確定了基站位置信息，終端預設(shè)接收信號的點為終端的位置信息，并將其稱為終端預設(shè)位置信息，終端同時根據(jù)信號強度和距離的映射關(guān)系，從該app數(shù)據(jù)庫中解析出對應(yīng)的距離，基站位置信息、終端預設(shè)位置信息和兩者的距離作為參數(shù)，以每個基站點的坐標為圓心，信號強度解析的距離為半徑，即得到平面內(nèi)的多個圓，按照平面坐標系內(nèi)圓的方程表達式得到方程組。

具體地，如前所述手機作為終端，手機預設(shè)的位置信息為[x,y]，基站位置信息為[xb1,xb2,xb3,yb1,yb2,yb3]，手機和基站的距離[d1,d2,d3]，并以該距離為圓心，得到平面內(nèi)的三個圓，具體示例如圖2所示，按照平面坐標系內(nèi)圓的方程表達式得到：

進一步地，步驟s100：基站發(fā)送的信號包括光源信號，所述終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息，包括：

s120：終端通過光信號捕捉裝置基站發(fā)出的光源信號，并基于所述光源信號，通過解調(diào)的方式確定基站位置信息；

在前述的基礎(chǔ)上，室內(nèi)安裝的基站為led-藍牙混合模組，在終端可同時接收基站發(fā)送的藍牙信號和led發(fā)送的光源信號，也可只接收藍牙信號，或只接收led發(fā)送的光源信號，前文已描述了基站通過藍牙確定基站位置信息，此處將不再贅述。led發(fā)送的光源信號為經(jīng)過調(diào)制后的攜帶有基站位置信息，其中，終端通過光信號捕捉裝置捕捉光源信號，捕捉到光源信號即為終端接收到led發(fā)送的光源信號，終端通過與調(diào)制基站位置信息的方式相對應(yīng)的解調(diào)方式解調(diào)終端捕捉到的光源信號，從而確定基站位置信息，其具體的調(diào)制和解調(diào)方式后文詳述。

具體地，同樣以前文手機作為終端，在室內(nèi)天花板上安裝有多個led-藍牙混合模組的基站，手機具有藍牙模塊和攝像頭，藍牙模塊作為藍牙信號的接收端，攝像頭作為光源信號的接收端，即攝像頭為光源信號捕捉裝置，基站位置信息通過編碼的方式將基站位置信息輸入到led光源信號驅(qū)動器中，驅(qū)動器驅(qū)動led光源發(fā)送光源信號，攝像頭通過拍攝的方式捕捉到基站led發(fā)送的光源信號后，從拍攝的畫面中通過解調(diào)的方法確定基站位置信息，其中具體的解調(diào)方式為手機攝像頭的卷簾效應(yīng)(rollingshuttereffect)。

其中，步驟s200：所述基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，包括：

s220：基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)空間坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的空間線性關(guān)系。

前述中終端通過解調(diào)方法確定了基站位置信息，終端同樣以捕捉到光源信號的預設(shè)為終端信息，同樣命名為終端預設(shè)位置信息，其中如前文一樣，基站位置信息為基站的空間坐標，終端預設(shè)位置信息為預設(shè)終端空間位置坐標，終端通過空間坐標預設(shè)規(guī)則和終端的姿態(tài)確定所述終端和基站的線性關(guān)系，空間坐標以終端預設(shè)位置信息和基站位置信息作為參數(shù)，得到終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，此處線性關(guān)系同樣為方程組。

具體地，以前文手機作為終端，以手機攝像頭作為光信號捕捉裝置，以影像學共線原理作為預設(shè)規(guī)則，結(jié)合手機姿態(tài)共同確定手機和led-藍牙混合模組基站的線性關(guān)系，影像學共線原理是用來描述圖像與目標物體的空間關(guān)系的方法；為了重建圖像中物體的形狀和位置，需要知道曝光時相機和物體的幾何關(guān)系；具體示例如圖3所示，圖3展示了圖像坐標系與物體坐標系之間的關(guān)系；共線原則描述了從鏡頭中心點到圖像中一點的向量與鏡頭中心點到對應(yīng)物體中一點的向量成比例關(guān)系；鏡頭中心，即pc，對焦平面上的一點，即a，可以表示在圖像坐標系中，從鏡頭中心到對焦平面上一點的向量v，在圖像坐標系中的表示為從鏡頭中心到目標點的向量v，在地面坐標系中的表示為圖像坐標系與地面坐標系通過旋轉(zhuǎn)矩陣r聯(lián)系，旋轉(zhuǎn)矩陣r聯(lián)系向量v和v；因此，共線模型可以被表示為λ為比例系數(shù)；將焦距c帶入到第一行和第二行，可以重新表達共線模型，如式(2)和式(3)所示。

其中，r11,r12,r13,r21,r22,r23,r31,r32,r33為旋轉(zhuǎn)矩陣r中的元素；

xa,ya,za為led燈的空間坐標；

xp,yp,c為校正的鏡頭主點位置和焦距；

x,y,z為鏡頭中心的空間坐標。

r的表達式為：

其中，ω,φ,κ為手機姿態(tài)，手機姿態(tài)可以通過手機內(nèi)集成的慣性元件獲得，具體示例如圖3所示。

將共線模型式(2)和式(3)進行等式變換，可以得到它的線性表示形式，如式(5)所示。

(r11-a1r13)x+(r11-a1r23)y＝b1(5)

(r12-a2r13)x+(r12-a2r23)y＝b2

其中，設(shè)人手持手機的高度z為定值；

實施例1

在本實施例中，終端通過藍牙信號和led光源信號共同定位終端的位置，將通過藍牙得出的位置關(guān)系式(1)中等號左邊的方程組展開，并用最后一組方程與其余方程相減，將方程組線性化，可得：

根據(jù)由藍牙得出的位置關(guān)系和由led得出的位置關(guān)系，式(5)和式(6)，聯(lián)合兩組方程組可得超定線性方程組，如式(7)所示。

在本實施例中，式(7)即為基站位置信息和手機預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，即為矩陣形式的方程組，采用qr分解法解析式(7)，其中式(7)可表示為式(8)。

ax＝b(8)

其中，qr分解是將一個矩陣分解為正交矩陣和三角矩陣的乘積，qr分解廣泛應(yīng)用在線性最小二乘問題的求解，式(7)稱為超定方程組。

根據(jù)應(yīng)用條件可知，若藍牙-led基站在平面內(nèi)共線時，系數(shù)矩陣a不滿秩，這種情況需要單獨處理。當選定藍牙-led基站在平面內(nèi)不共線時，列滿秩。對于如式(7)的超定線性方程組，采用qr分解法分解式(7)系數(shù)矩陣，得到：

根據(jù)與正交矩陣相乘不會改變歐幾里德長度，可得：

上式第二項與待求解的x沒有關(guān)聯(lián)，第一項的值為非負，其等于0時可求得上式的最小值，即：

對應(yīng)式(7)中的問題，x為平面坐標系中的位置信息。

優(yōu)選地，所述光源信號為調(diào)制后的攜帶有所述基站位置信息的led光源；其中，所述光源信號為基站按照預設(shè)調(diào)制規(guī)則對所述基站位置信息進行調(diào)制，并將調(diào)制后的所述基站位置信息輸入led光源信號的驅(qū)動器中，以使得所述驅(qū)動器驅(qū)動所述光源發(fā)送的。

在前文概述了光源信號為調(diào)制后并攜帶有基站位置信息的led光源，在設(shè)置led基站時，記錄了基站的位置信息，在基站中有驅(qū)動led發(fā)送光源信號的驅(qū)動器，安裝好可以發(fā)送led光源信號的基站后，按照預設(shè)的調(diào)制規(guī)則對基站位置信息進行調(diào)制，調(diào)制成功后的基站位置信息輸入到led光源信號的驅(qū)動器中，使得驅(qū)動器在驅(qū)動led光源產(chǎn)生光照的時候，將基站的位置信息發(fā)送出去。由于led屬于半導體元件，因此輸出的光線能以相對更高的頻率進行調(diào)節(jié)，以khz等級的頻率來進行訊號調(diào)變，不僅可以保證肉眼察覺不到光源信號的閃爍，還可傳遞定位資訊，且定位資訊傳輸?shù)乃俾室远ㄎ粸槎ㄎ毁Y訊所需的數(shù)據(jù)率。調(diào)制規(guī)則使用了本身也是可調(diào)光led驅(qū)動電路整合元件的轉(zhuǎn)換器，這樣的設(shè)計不僅節(jié)省訊號資源，而且可以與驅(qū)動電路硬體相容，還能與各種標準調(diào)光方法自然并存。

具體地，手機作為終端，手機端的攝像頭作為捕捉光源信號的光信號捕捉裝置，在室內(nèi)設(shè)置有可以發(fā)送光源信號的基站，基站主要為led模組，每個模組的位置信息即為基站位置信息，主要為基站空間坐標，將基站空間坐標按照bfsk(binaryfrequencyshiftkeying)編碼方式編碼，并將編碼后的基站位置信息輸入led模組中的led驅(qū)動器中，bfsk編碼為二進制的編碼。

在本實施例中，手機通過攝像頭捕捉led模組發(fā)送的光源信號，其中，光源信號為經(jīng)過bfsk調(diào)制后的攜帶有二進制的基站位置信息；手機攝像頭有與bfsk編碼相對應(yīng)的解調(diào)方法，解調(diào)方法為卷簾效應(yīng)(rollingshuttereffect)，手機攝像頭通過卷簾效應(yīng)解調(diào)出led模組的位置信息，并選擇一個有效的led模組，即解調(diào)出基站位置信息，并根據(jù)該信息從多個基站中選擇一個有效的基站。

進一步地，步驟s200：在基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系之前，還包括:

s201：檢測所述終端所在當前區(qū)域的定位精度和/或終端的功耗指標。

如前文概述，終端通過藍牙和/或光信號捕捉裝置獲取到基站發(fā)送的藍牙信號和/或光源信號，為了確保終端的定位精度和終端電量能滿足定位以及用戶的其他需求，終端在接收基站發(fā)送的藍牙信號和/或光源信號前，還需要檢測終端所在當前區(qū)域的定位精度和/或終端的功耗指標，終端的功耗指標為用戶在終端預設(shè)的一段時間內(nèi)所消耗的終端的電量，或者終端自主強制要求的一段時間內(nèi)所消耗的終端的電量。

具體地，如前文以手機作為終端，在手機進入室內(nèi)后，為了確保手機當前的電量足夠維持手機定位，和/或手機的電量能滿足手機持有用戶的其他需求，手機自主檢測手機所在當前室內(nèi)的定位精度以及手機的功耗指標，從而降低手機的功耗，提高定位精度，其中提高的定位精度是在滿足功耗指標和手機所在室內(nèi)的定位精度共同決定的，手機的功耗指標為手機強制啟動了延長手機電量的使用時間。

優(yōu)選地，當檢測到所述終端所在當前區(qū)域的定位精度為低于預設(shè)精度值和/或終端的功耗指標為低于預設(shè)功耗值時，所述終端僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號；或

當檢測到所述終端所在當前區(qū)域的定位精度為高于預設(shè)精度值和/或終端的功耗指標為高于預設(shè)功耗值時，所述終端同時使用藍牙和光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的信號。

實施例2

如前文所述當檢測到終端所在當前區(qū)域的定位精度低于終端中預設(shè)的精度值時，即終端通過藍牙信號和led光信號共同定位的精度高于終端所在當前區(qū)域的定位精度，和終端通過led光信號定位的精度高于終端所在當前區(qū)域的定位精度，終端僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號，終端中配置的藍牙為低功耗模塊，因此，在僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號時，可以降低終端設(shè)備的功耗，并能同時滿足終端所在當前區(qū)域的定位精度；當檢測到終端的功耗功能定位低于預設(shè)功耗值時，終端也僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號，或者終端同時檢測到終端所在當前區(qū)域的定位精度低于終端中預設(shè)的精度值和終端的功耗指標低于預設(shè)功耗值時，終端也僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號，預設(shè)功耗值為終端的額功耗指標。

具體地，如前文所述，手機一進入室內(nèi)后，為了確保手機當前的電量足夠維持手機定位，和/或手機的電量能滿足手機持有用戶的其他需求，手機自主檢測手機所在當前室內(nèi)的定位精度以及手機的功耗指標，在手機檢測到手機所在室內(nèi)區(qū)域的定位精度低于手機中的預設(shè)精度，即手機通過藍牙信號和led光信號共同定位的精度高于手機所在當前區(qū)域的定位精度，和手機通過led光信號定位的精度高于手機所在當前區(qū)域的定位精度，手機僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號；或者手機端開啟了延長手機電量的使用時長時，降低手機在一端時間內(nèi)消耗的電量，即手機在一端時間內(nèi)電量的消耗量低于一設(shè)定值；和/或手機的電量低于一預設(shè)電量值，在此電量值下，手機自主強制降低手機在一端時間內(nèi)消耗的電量值低于一設(shè)定值，手機僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號。

在本實施例中，手機僅使用藍牙接收基站發(fā)送的信號時，式(7)變?yōu)椋?/p>

且式(10)后續(xù)的分解法同式(8)，從而確定手機的位置。

實施例3

如前文所述，當檢測到終端所在當前區(qū)域的定位精度高于終端中預設(shè)的精度值時，即終端所在當前區(qū)域的定位精度較高，終端需要通過藍牙信號和led光信號共同定位才能滿足定位精度的需求；和/或終端預設(shè)的功耗指標高于終端的預設(shè)功耗值，即當檢測到終端的功耗功能定位高于預設(shè)功耗值時，終端同時使用藍牙和光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的信號，或者終端同時檢測到終端所在當前區(qū)域的定位精度高于終端中預設(shè)的精度值和終端的功耗指標高于預設(shè)功耗值時，終端同時使用藍牙和光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的信號，預設(shè)功耗值為終端的額功耗指標。

具體地，如前文所述，手機一進入室內(nèi)后，手機當前的電量足夠維持手機定位，和/或手機的電量能滿足手機持有用戶的其他需求，當檢測到手機所在當前區(qū)域的定位精度高于手機中預設(shè)的精度值時，即手機所在當前區(qū)域的定位精度較高，手機需要通過藍牙信號和led光信號共同定位才能滿足定位精度的需求，手機同時使用藍牙和攝像頭接收基站發(fā)送的信號；或者手機的電量充足能滿足手機高精度的定位需求和/或手機的功耗定位為高于預設(shè)功耗指標時，手機同時使用藍牙和攝像頭捕捉基站發(fā)送的藍牙信號和光源信號，從而實現(xiàn)手機的高精度定位需求。其中，通過本實施例實現(xiàn)室內(nèi)定位的方法同實施例1的室內(nèi)定位的方法一致。

優(yōu)選地，所述光信號捕捉裝置為攝像裝置。

在本申請中，所有實施例的光信號捕捉裝置均為終端的攝像裝置，如手機的前置和后置攝像頭。

進一步地，步驟s200：在基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系之前，還包括:

s202：所述終端檢測所述基站的led光源信號強度值和/或藍牙信號強度值。

在確定基站位置信息之前，終端還需要檢測終端接收到的led光源信號強度值和/或藍牙信號強度值，以便于終端通過與光源信號相對的方式確定基站的位置信息，并篩選出有效的基站，得到更有效定位終端的位置，保證終端的定位精度，提升終端的適用性。

進一步地，當基站發(fā)送的所述led光源信號強度值低于預設(shè)光源信號強度值時，所述終端僅使用藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號。

實施例4

在終端檢測到led光源信號的強度值低于預設(shè)光源信號強度值時，使得終端接收的光源信號不能有效的確定基站位置信息，從而確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系時，終端則僅能使用藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號，從而滿足終端的定位需求。

例如，如前文所述手機作為終端，手機檢測到所在室內(nèi)區(qū)域的led光源信號被遮擋時，使得手機不能通過攝像頭捕捉到基站發(fā)送led光源信號，從而確定到基站位置信息，此時，手機可通過藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號確定基站位置信息，從而確定手機預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，并以此進行如實施例3所述確定終端的過程。

當基站發(fā)送的所述藍牙信號強度值低于預設(shè)藍牙信號強度值時，所述終端僅使用光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的光信號。

實施例5

同樣如前文所述，為了能有效的確定終端的位置，當基站發(fā)送的所述藍牙信號強度值低于預設(shè)藍牙信號強度值時，所述終端僅使用光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的光信號，其中藍牙信號值低于預設(shè)藍牙信號強度值為藍牙信號被屏蔽時，或者發(fā)送藍牙信號的基站和終端的距離過大，使得終端接收到的藍牙信號過于弱，或者終端接收不到基站發(fā)送的藍牙信號，以至于終端不能有效的確定基站位置，此時終端僅使用光信號捕捉裝置接收基站發(fā)送的光源信號，從而確定發(fā)送光源信號的基站的位置信息，并以此得到終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，確定終端位置。

同樣以手機為終端，手機所在室內(nèi)的藍牙信號被屏蔽時，或者發(fā)送藍牙信號的基站和手機的距離過大，使得手機接收到的藍牙信號過于弱，或者手機接收不到基站發(fā)送的藍牙信號時，手機僅通過攝像頭接收基站發(fā)送的光源信號，從而確定發(fā)送光源信號的基站的位置信息，并以此得到手機預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系，確定終端位置。

在本實施中，手機僅通過攝像頭接收基站發(fā)送的光源信號，則式(7)可寫為：

且式(10)后續(xù)的分解法同式(8)，從而確定手機位置。

一種室內(nèi)定位裝置，包括：

接收模塊100，用于終端接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息；

確定模塊200，用于基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系；

轉(zhuǎn)化模塊300，用于將所述終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；

解析模塊400，用于根據(jù)矩陣分解法解析基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，確定終端位置。

上述裝置的實施例的具體工作流程是：接收模塊100接收基站發(fā)送的信號，依據(jù)所述信號確定基站位置信息；其次，確定模塊200基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，通過預設(shè)規(guī)則確定終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系；再者，轉(zhuǎn)化模塊300將所述終端預設(shè)位置信息和基站位置信息的線性關(guān)系轉(zhuǎn)化為基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系；最后，運算模塊400根據(jù)矩陣分解法解析基站位置信息和終端預設(shè)位置信息的最小二乘線性關(guān)系，確定終端位置。

應(yīng)用上述裝置的效果是終端可實現(xiàn)在室內(nèi)定位，僅需要基站位置信息與終端的姿態(tài)，和/或基站位置信息與終端和基站距離，便可得到基站位置信息與終端預設(shè)位置信息的線性關(guān)系，并可轉(zhuǎn)化為最小二乘線性關(guān)系，最小二乘線性關(guān)系可看作最小線性問題，采用常見的矩陣分解法求解，即可較為精準的確定終端位置，采用了常見的預設(shè)規(guī)則，對于推廣該室內(nèi)定位方法具有較好的適用性、實用性和社會效益。

本裝置實施例的實現(xiàn)方式室內(nèi)定位的方式包括多種，在第一種實施方式中，接收模塊100還包括藍牙模塊，藍牙模塊用于終端通過藍牙接收基站發(fā)送的藍牙信號，并基于所述藍牙信號，通過映射的方式確定基站位置信息。

確定模塊200還包括平面坐標確定模塊，平面坐標確定模塊用于基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)平面坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的平面坐標系內(nèi)線性關(guān)系。

在第二種實施方式中，接收模塊100還包括光信號捕捉模塊，光信號捕捉模塊用于終端通過光信號捕捉裝置基站發(fā)出的光源信號，并基于所述光源信號，通過解調(diào)的方式確定基站位置信息。

確定模塊200還包括空間坐標確定模塊，空間坐標確定模塊用于基于終端預設(shè)位置信息以及已確定的基站位置信息，根據(jù)空間坐標預設(shè)規(guī)則確定終端和基站的空間線性關(guān)系。

在第三種實施方式中，室內(nèi)定位裝置還包括第一檢測模塊，第一檢測模塊用于檢測所述終端所在當前區(qū)域的定位精度和/或終端的功耗指標。

在第四種實施方式中，室內(nèi)定位裝置還包括第二檢測模塊，第二檢測模塊用于所述終端檢測所述基站的led光源信號強度值和/或藍牙信號強度值。

一種室內(nèi)定位終端，包括：存儲器、處理器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被所述處理器執(zhí)行時實現(xiàn)前述室內(nèi)定位方法的步驟。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明包括關(guān)聯(lián)用于執(zhí)行本申請中所述操作中的一項或多項的設(shè)備。這些設(shè)備可以為所需的目的而專門設(shè)計和制造，或者也可以包括通用計算機中的已知設(shè)備。這些設(shè)備具有存儲在其內(nèi)的計算機程序，這些計算機程序選擇性地激活或重構(gòu)。這樣的計算機程序可以被存儲在設(shè)備(例如，計算機)可讀介質(zhì)中或者存儲在適于存儲電子指令并分別耦聯(lián)到總線的任何類型的介質(zhì)中，所述計算機可讀介質(zhì)包括但不限于任何類型的盤(包括軟盤、硬盤、光盤、cd-rom、和磁光盤)、rom(read-onlymemory，只讀存儲器)、ram(randomaccessmemory，隨即存儲器)、eprom(erasableprogrammableread-onlymemory，可擦寫可編程只讀存儲器)、eeprom(electricallyerasableprogrammableread-onlymemory，電可擦可編程只讀存儲器)、閃存、磁性卡片或光線卡片。也就是，可讀介質(zhì)包括由設(shè)備(例如，計算機)以能夠讀的形式存儲或傳輸信息的任何介質(zhì)。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以用計算機程序指令來實現(xiàn)這些結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖中的每個框以及這些結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖中的框的組合。本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，可以將這些計算機程序指令提供給通用計算機、專業(yè)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來實現(xiàn)，從而通過計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理方法的處理器來執(zhí)行本發(fā)明公開的結(jié)構(gòu)圖和/或框圖和/或流圖的框或多個框中指定的方案。

本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案可以被交替、更改、組合或刪除。進一步地，具有本發(fā)明中已經(jīng)討論過的各種操作、方法、流程中的其他步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。進一步地，現(xiàn)有技術(shù)中的具有與本發(fā)明中公開的各種操作、方法、流程中的步驟、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、組合或刪除。

以上所述僅是本發(fā)明的部分實施方式，應(yīng)當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。