[發明專利]一種近距離移動智能設備間定位方法

有效

• 申請號: 201410040631.6
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103776447A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 宋崢;郭曉琳;馬建
• 申請（專利權）人: 無錫智感星際科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01S11/06;H04W64/00
• 代理公司: 無錫盛陽專利商標事務所(普通合伙) 32227
• 代理人: 顧吉云

1.一種近距離移動智能設備間定位方法，其特征在于：

其至少包括兩個定位用戶，分別為至少一個被請求定位用戶A和至少一個請求定位用戶B；

所述至少兩個定位用戶分別持一用于定位的移動智能設備，即所述至少一個被請求定位用戶A持移動智能設備a，所述至少一個請求定位用戶B持移動智能設備b；

所述移動智能設備內置無線近距離通信模塊、方向傳感器和三軸加速度傳感器，所述兩個定位用戶分別所持的用于定位的移動智能設備之間通過所述移動智能設備的無線近距離通信模塊建立無線通信鏈路從而進行數據的傳送，所述移動智能設備通過所述方向傳感器、三軸加速度傳感器采用記步方式記錄用戶移動距離和移動方向，其包括以下定位步驟：

（1）在任意T1時刻，所述兩個定位用戶中的請求定位用戶B通過其所持的移動智能設備b向被請求定位用戶A所持的移動智能設備a發出定位請求，所述被請求定位用戶A的移動智能設備a接收到所述定位請求后向請求用戶B的移動智能設備b發出確認請求信息，請求用戶B的移動智能設備b收到移動智能設備a發出的確認請求信息后記錄所述被請求定位用戶A所持移動智能設備a的接受信號強度r₁；

（2）在T1～T2時間段內，被請求定位用戶A和請求定位用戶B中任一個移動或者兩者均正常移動，移動智能設備a、移動智能設備b分別通過各自內置的方向傳感器、三軸加速度傳感器采用記步的方式記錄移動智能設備a、移動智能設備b在在T1～T2時間段內的移動距離和方向矢量，并分別記錄為????????????????????????????????????????????????和；

（3）在T2時刻，被請求定位用戶A通過其所持的移動智能設備a向請求定位用戶B所持的移動智能設備b發送其在T1～T2時間段的移動矢量，同時請求定位用戶B所持的移動智能設備b記錄在T2時刻移動智能設備a的接受信號強度r₂；

（4）在T2～T3時間段內，被請求定位用戶A和請求定位用戶B中任一個移動或者兩者均正常移動，移動智能設備a、移動智能設備b分別通過各自內置的方向傳感器、三軸加速度傳感器采用記步的方式記錄移動智能設備a、移動智能設備b在在T2～T3時間段內的移動距離和方向矢量，并分別記錄為和；

（5）在T3時刻，被請求定位用戶A通過其所持的移動智能設備a向請求定位用戶B所持的移動智能設備發送其在T2～T3時間段的移動矢量，同時請求定位用戶B所持的移動智能設備b記錄在T3時刻移動智能設備a的接受信號強度r₃；

（6）根據被請求定位用戶A所持的移動智能設備a在T1、T2、T3時刻的接受信號強度r₁、r₂、r₃，T1～T2時間段、T2～T3時間段內被請求定位用戶A所持的移動智能設備a、請求定位用戶B所持的移動智能設備b的移動距離和方向矢量、、和計算被請求定位用戶A、請求定位用戶B在T1、T2、T3時刻的相對位置，并將所述相對位置顯示在請求定位用戶B所持的移動智能設備b上。

2.根據權利要求1所述的一種近距離移動智能設備間定位方法，其特征在于：所述步驟（6）的計算過程為：

①根據被請求定位用戶A、請求定位用戶B各自的獨立運動矢量，計算移動智能設備a、移動智能設備b的相對運動矢量：

；

②根據被請求定位用戶A所持的移動智能設備a在T1、T2、T3時刻的接受信號強度r₁、r₂、r₃，計算在T1、T2、T3時刻被請求定位用戶A所持移動智能設備a、請求定位用戶B所持移動智能設備b之間的相對距離d₁、d₂、d₃之間的關系：

根據信號自由空間傳播公式，可得：

其中n為自由空間信息傳播衰減常量，n取2～4，自定義變量k₂、k₃，設

，

則d₁、d₂、d₃之間的關系表示為：

；

③計算被請求定位用戶A所持移動智能設備a、請求定位用戶B所持移動設備b在T1時刻的相對位置距離d₁：

根據反三角函數和余弦定理，得到

其中，α₁為在T1～T2時間段內移動智能設備a相對于移動智能設備b的矢量運動m₁與在T2時刻移動智能設備a與移動智能設備b連線的夾角，α₂為在T2～T3時間段內移動智能設備a相對于移動智能設備b的矢量運動m₂與在T2時刻移動智能設備a與移動智能設備b連線的夾角；

在T2時刻，α₁、α₂以及在T2～T3時間段移動智能設備a相對于移動智能設備b的矢量運動m₂與在T1～T2時間段內移動智能設備a相對于移動智能設備b的矢量運動m₁之間的夾角θ的之和為360°，即α₁+α₂+θ=2π，得到以下超越方程（1）：

，

在超越方程（1）中，k₂、k₃、m₁、m₂、θ均為已知量，和隨著d₁的變化單調變化，采用基于二分查找算法得到d₁的解；

④根據步驟③得到的d₁的解，計算在T1時刻移動智能設備a到移動智能設備b的連線到空間X方向的正向夾角α：

α與在T1時刻移動智能設備b與x正方向夾角α₄和夾角各為180°，即α+α₄=π；

而所述m₁與在T1時刻移動智能設備a、移動智能設備b連線的夾角α₃、在T1時刻移動智能設備a、移動智能設備b的連線與x正方向夾角α₄以及所述m₁與x方向正方向的夾角θ₁的夾角之和為360°，即α₃+α₄+θ₁=2π；

由??，可得：

；

⑤根據上述步驟③、④所得到的d₁、α，以及所述m₁、m₂，得到T1、T2及T3時刻，被請求定位用戶A所持移動智能設備a與請求定位用戶B所持移動智能設備b之間的相對位置。