CN112799010B - 一种室内定位系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种室内定位系统及方法，该系统包括：至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备；各网络节点间建立蓝牙通信连接，组成蓝牙网状网络，支持BLE5以上协议标准；一级网络节点，用于向至少一个二级网络节点发送基准位置信息，以响应各所述二级网络节点的室内定位请求；二级网络节点，用于基于至少两个一级网络节点的基准位置消息确定自身的实时位置信息。本发明实施例可将当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案的定位精度由米级别提高到厘米级别，同时解决当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案存在的网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

Description

一种室内定位系统及方法

技术领域

本发明实施例涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种室内定位系统及方法。

背景技术

在室内环境无法使用卫星定位时，使用室内定位技术作为卫星定位的辅助定位，可以解决卫星信号到达地面时较弱、不能穿透建筑物的问题，最终定位物体当前所处的位置。

基于蓝牙低功耗网状网络(Bluetooth Low Energy mesh network，BLE mesh)的室内定位技术，提供了一种新的高效的室内定位解决方案。然而现有的基于BLE mesh的室内定位技术存在以下问题：

(1)当前基于BLE mesh的室内定位方法多采用接收信号强度(Received SignalStrength Indicator，RSSI)进行距离测算，定位参数比较单一，定位精度处于米级别，无法满足厘米级别甚至更高精度的定位需求，另一方面RSSI极容易受到室内用电环境干扰，抗干扰能力差，导致定位不准确；

(2)当前基于BLE mesh的室内定位方法，其mesh网络节点常需要专门部署，同一个mesh网络节点无法用于其他功能，在大规模室内环境中，需要大规模部署，易造成资源浪费；

(3)当前基于BLE mesh的室内定位方法，需要将所有mesh网络节点位置提前设置好，各mesh网络节点与位置形成一一对应关系，不能动态移动及增删改，一旦出现mesh网络节点的增删改，则必须人工重新进行位置映射，人工维护成本极高。

发明内容

本发明实施例提供一种室内定位方法、装置、系统和存储介质，以将当前基于BLEmesh的室内定位方案的定位精度由米级别提高到厘米级别，同时解决当前基于BLE mesh的室内定位方案存在的mseh网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种室内定位系统，该系统包括：至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备；

各网络节点间建立蓝牙通信连接，组成蓝牙网状网络，所述网络节点为一级网络节点或二级网络节点，支持BLE5以上协议标准；

所述一级网络节点，用于向至少一个二级网络节点发送基准位置信息，以响应各所述二级网络节点的室内定位请求；

所述二级网络节点，用于基于至少两个一级网络节点的基准位置消息确定自身的实时位置信息，并将所述实时位置信息作为相应的室内定位信息。

进一步地，由各所述一级网络节点组成的一级节点集中包含至少两个位置信息已知的基准节点；

所述基准节点，用于将自身的位置信息作为基准位置信息发送给所述一级节点集中至少一个空白节点，以使各所述空白节点基于所述基准位置信息确定出自身的位置信息，所述空白节点为所述一级节点集中除基准节点外的其他一级网络节点。

进一步地，所述空白节点，还用于在确定出自身的位置信息后，转化为基准节点，并将自身的位置信息作为相应的基准位置信息。

进一步地，所述网络节点包括：通信模块、矢量信息处理模块、定位精度控制模块以及定位计算模块；

所述通信模块，用于建立所述网络节点与其他网络节点间的蓝牙通信，接收所述其他网络节点中的基准节点发送的基准位置信息，并传送至所述矢量信息处理模块；

所述矢量信息处理模块，用于基于所述通信模块传送的各所述基准位置信息，确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息，并将所确定的方向角信息与对应的基准位置信息组成矢量信息对后发送至所述定位精度控制模块；

所述定位精度控制模块，用于根据用户预设的定位精度条件确定对应的信息数量阈值，并在所接收矢量信息对的数量大于或等于所述信息数量阈值时，将接收到的各所述矢量信息对发送至所述定位计算模块；

所述定位计算模块，用于基于各所述矢量信息对，采用三角定位法，确定出所述网络节点的位置信息。

可选地，所述方向角信息为所述网络节点相对于所述其他网络节点的到达角AOA或离开角AOD；

相应地，所述矢量信息处理模块具体用于基于所述通信模块传送的各所述基准位置信息，采用AOA或AOD定位法确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息。

进一步地，当所述网络节点为空白节点时，所述通信模块还用于向所述其他网络节点发送一级定位请求消息；

当所述网络节点为二级网络节点时，所述通信模块还用于向所述其他网络节点发送二级定位请求消息；

当所述网络节点为基准节点时，所述通信模块还用于接收所述其他网络节点发送的所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

进一步地，所述网络节点还包括：消息分级模块；

所述消息分级模块，用于当所述网络节点为空白节点时，删除所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；

还用于当所述网络节点为二级网络节点时，删除所述通信模块传送的各所述二级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；

还用于当所述网络节点为基准节点时，删除所述通信模块传送的各所述基准位置消息，保留所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

进一步地，当所述网络节点为空白节点时，所述定位计算模块为一级定位模块；

当所述网络节点为二级网络节点时，所述定位计算模块为二级定位模块。

第二方面，本发明实施例还提供了一种室内定位方法，该方法应用于本发明第一方面所述的室内定位系统，包括：基于所述室内定位系统包含的至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备组建蓝牙网状网络；

从由各所述一级网络节点组成的一级节点集中确定至少两个位置信息已知的一级网络节点作为基准节点，并将各所述基准节点的位置信息确定为各所述基准节点对应的基准位置信息；

基于各所述基准位置信息确定所述一级节点集中基准节点外其他各一级网络节点的位置信息，并扩充为新的基准位置信息；

基于各所述基准位置信息确定各所述二级网络节点的实时位置信息。

本发明实施例通过组建包含至少两个一级网络节点和至少一个一级网络节点的蓝牙网状网络，并基于至少两个一级网络节点的基准位置信息实现对一个二级网络节点的实时室内定位，由此将当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案的定位精度由米级别提高到了厘米级别，同时解决了当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案存在的网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种室内定位系统的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的一种三角定位法的原理示意图；

图3a是本发明实施例一提供的一种AOA定位方法的原理示意图；

图3b是本发明实施例一提供的一种AOD定位方法的原理示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种网络节点的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的一种网络节点各功能模块间的信息流向示例图；

图6是本发明实施例三提供的一种室内定位方法的流程示意图；

图7是本发明实施例三提供的一种室内定位方法的流程示例图；

图8是本发明实施例三提供的一种一级网络节点位置传播的流程示例图；

图9是本发明实施例三提供的一种二级网络节点定位的流程示例图。

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。此外，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。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结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种室内定位系统的结构示意图，该系统可以根据组建的蓝牙网状网络，基于至少两个一级网络节点的基准位置信息实现对一个二级网络节点的实时室内定位。

可以理解的是，现有的基于BLE mesh的室内定位方案，在利用基准节点对待定位节点进行定位时，需要将所有基准节点与其当前位置建立映射关系，即所有基准节点的位置必须固化，由此，一旦需要对网络进行基准节点的增删改，则需要对应改变增删改基准节点的位置映射关系，且所有这些工作都需要人工完成，人工成本极高，网络维护困难。而本发明实施例在于利用BLE mesh节点的方向定位探测功能和消息广播功能，只需要提前确定好两个基准节点的位置信息，即可采用自适应位置传播的方法依次得到其他基准节点的位置信息，并在确定好所有基准节点的位置信息后，实现对待定位节点的实时室内定位，由此即时基准节点中出现增删改的情况，也可实现对增删改节点的自主定位，而无需人工干预；且本发明实施例是将同一室内的固定BLE设备作为基准节点，将同一室内的移动BLE设备作为待定位节点，即在确定各固定BLE设备的位置信息后，利用移动BLE设备与固定BLE设备之间的相对位置关系确定出移动BLE设备的实时位置信息，由此，实现对移动BLE设备的实时室内定位。此外，通过组建BLE mesh网络，利用固定BLE设备作为基准节点来定位移动BLE设备，既可实现各BLE设备间通信功能，又可实现对移动BLE设备的定位，实现了对BLE设备的分时复用。

如图1所示，本实施例提供的室内定位系统，具体包括：至少两个作为一级网络节点101的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点102的室内移动BLE设备；

各网络节点间建立蓝牙通信连接，组成蓝牙网状网络，所述网络节点为一级网络节点101或二级网络节点102，支持BLE5以上协议标准；

一级网络节点101，用于向至少一个二级网络节点102发送基准位置信息，以响应各二级网络节点102的室内定位请求；

二级网络节点102，用于基于至少两个一级网络节点101的基准位置消息确定自身的实时位置信息，并将所述实时位置信息作为相应的室内定位信息。

需要说明的是，图1中所有空心圆均表示一级网络节点101，所有黑色实心圆均表示二级网络节点102。图1只是本发明实施例所述室内定位系统中各网络节点的一种通信连接示意图，本发明实施例所述的室内定位系统不限于图1所示的连接关系，且图1不对网络节点的具体位置分布进行限定，各网络节点可以与有效通信传输距离内的任一其他网络节点建立通信连接。

其中，所述室内固定BLE设备是指位于同一室内具备蓝牙低功耗通信功能的固定式设备；可选地，所述室内固定BLE设备可以是固定安装于同一室内具备蓝牙低功耗通信功能的智能家居、智能照明灯等。所述室内移动BLE设备是指位于同一室内具备蓝牙低功耗通信功能的移动式设备；可选地，所述室内移动BLE设备可以是位于同一室内具备蓝牙低功耗通信功能的手机、平板、手环等移动终端设备。

网状网络(Mesh Network)是一种组网的拓扑结构。在mesh网络中，数据可从任意网络节点发送至整个网络，而且当网络中某个网络节点出现故障时，整个网络仍可保持通信正常，具有组网便捷、抗干扰能力强等优点。蓝牙网状网络为网状网络的一种，是一种以蓝牙通信方式组建的网状网络。

BLE mesh网络由Mobile、Node组成，Mobile是智能手机，作为mesh网络的控制端，Node是网络中的节点设备。BLE Mesh网络是采用广播的方式实现的，基本步骤是：

(1)由节点A广播消息出去；

(2)当节点B收到节点A的消息后，再把节点A的消息广播出去；

(3)以此类推，利用感染的方式，一传十，十传百，让所有在无线范围内的节点都收到此消息。

所述基准位置信息可以理解为一级网络节点101的当前位置信息，可选地，所述基准位置信息为一级网络节点101的绝对位置坐标。所述室内定位请求是指二级网络节点102发出的用于请求对二级网络节点102进行实时定位的广播消息。

可选地，由各所述一级网络节点组成的一级节点集中包含至少两个位置信息已知的基准节点；所述基准节点，用于将自身的位置信息作为基准位置信息发送给所述一级节点集中至少一个空白节点，以使各所述空白节点基于所述基准位置信息确定出自身的位置信息，所述空白节点为所述一级节点集中除基准节点外的其他一级网络节点。

可以理解的是，通过确定至少两个位置信息已知的一级网络节点101作为基准节点，可基于各基准节点实现对其他一级网络节点101的定位，而不用提前确定所有一级网络节点101的位置信息。对于最初确定的基准节点，具体可由用户在部署各一级网络节点101时，从各一级网络节点101中选定至少两个位置固定不变的一级网络节点101作为基准节点，并获取它们的位置信息，如绝对位置坐标，作为对应的基准位置信息。而在确定至少两个基准节点后，考虑利用基准节点的位置信息对空白节点进行定位。在已知两个基准节点及对应基准位置信息的情况下，如已知两个基准节点的绝对位置坐标，那么两基准节点间的距离即可确定，而对不在这两个基准节点连线上的任意一个空白节点，三个网络节点组成一个三角形，此时，只要确定出该三角形中的空白节点相对于两个基准节点的方向角，即可利用三角定位法精确定位出空白节点的位置坐标。

示例性的，图2给出了三角定位法的原理图。如图2所示，节点C接收节点A发来的角CAB及节点A的绝对位置坐标，并接收节点B发来的角ABC及节点B的绝对位置坐标，将以上信息投影到平面后进行计算。通过三角定位法，便可确定出节点C的绝对位置坐标。

由于各网络节点均支持BLE5以上协议标准，而BLE5以上协议标准具备方向探测功能，具体为通过确定到达角(Angle of Arrival，AOA)或离开角(Angle of Departure，AOD)来获取一个网络节点相对于另一个网络节点的方向角。因此，通过AOA或AOD定位法可获取空白节点相对于基准节点的方向角。此外，在蓝牙网状网络中，任意一个网络节点均具备广播功能，因此，通过广播可实现一传十，十传百的效果，由此，在确定出一个空白节点的位置信息后，可将该空白节点作为新的基准节点，实现对其他空白节点的定位，直至确定出所有空白节点的位置信息。由此，可避免在现有方案中在最初就要确定一次性确定出所有基准节点的位置信息，从而针对每次基准节点变动，都需要人工相应改变位置映射关系的问题。本发明实施例中当一级网络节点数量在两个以上时，最初只需要人为确定两个一级网络节点的位置信息即可(两个是最少的情况，可以多余两个)，而其他一级网络节点可通过本发明实施例的方法实现自适应位置传播和确定。

示例性的，图3a和图3b分别给出了AOA定位和AOD定位的原理图。如图3a所示，mesh节点运行于BLE5以上协议，具备方向探测功能，首先由mesh节点2发送mesh消息包，mesh消息包经过天线阵列被mesh节点1接收到，mesh节点1调用BLE5方向探测功能，可以计算出mesh节点1相对于mesh节点2的方向角(即到达角AOA)。

如图3b所示，mesh节点运行于BLE5以上协议，具备方向探测功能，首先由mesh节点1将mesh消息包经过天线阵列发送到mesh节点2，mesh节点2调用方向探测功能获得mesh节点2相对于mesh节点1的方向角(即离开角AOD)。

可选地，所述空白节点，还用于在确定出自身的位置信息后，转化为基准节点，并将自身的位置信息作为相应的基准位置信息。

可以理解的是，在确定出所有空白节点的位置信息后，此时所有一级网络节点均被确定为基准节点，而对二级网络节点的确定方法与根据基准节点定位空白节点的方法是一致的。

本发明实施例通过组建包含至少两个一级网络节点和至少一个一级网络节点的蓝牙网状网络，并基于至少两个一级网络节点的基准位置信息实现对一个二级网络节点的实时室内定位，由此将现有基于蓝牙网状网络的室内定位方案的定位精度由米级别提高到了厘米级别，同时解决了现有基于蓝牙网状网络的室内定位方案存在的网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

实施例二

图4是本发明实施例二提供的一种网络节点的结构示意图，本实施例在实施例一的基础上进一步优化。本实施例将所述网络节点，具体化为：所述网络节点包括：通信模块201、矢量信息处理模块202、定位精度控制模块203以及定位计算模块204；

通信模块201，用于建立所述网络节点与其他网络节点间的蓝牙通信，接收所述其他网络节点中的基准节点发送的基准位置信息，并传送至矢量信息处理模块202；

矢量信息处理模块202，用于基于通信模块201传送的各所述基准位置信息，确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息，并将所确定的方向角信息与对应的基准位置信息组成矢量信息对后发送至定位精度控制模块203；

定位精度控制模块203，用于根据用户预设的定位精度条件确定对应的信息数量阈值，并在所接收矢量信息对的数量大于或等于所述信息数量阈值时，将接收到的各所述矢量信息对发送至定位计算模块204；

定位计算模块204，用于基于各所述矢量信息对，采用三角定位法，确定出所述网络节点的位置信息。

其中，所述定位精度条件可以理解为用户基于待定位网络节点的具体类型确定的不同定位精度需求，例如对室内的手机进行定位时，要求的精度达到米级别即可，而对室内的移动机器人进行导航定位时，要求的精度需要达到厘米级别。

可以理解的是，在利用三角定位法确定空白节点或二级网络节点的位置信息时，理论上只需要两个基准节点对应的矢量信息对即可确定出一个空白节点或二级网络节点的位置信息，但为了提高定位精度，可以利用更多数量基准节点对应的矢量信息对来确定空白节点或二级网络节点的位置信息。

可选地，当采用两个以上的基准节点对应的矢量信息对定位一个空白节点或二级网络节点时，基于各所述基准节点对应的矢量信息对，两两一组，分别采用三角定位法得到所述空白节点或二级网络节点对应的多个位置信息，将多个位置信息的算术平均值作为所述空白节点或二级网络节点对应的最终位置信息。

示例性的，利用3个基准节点A、B、C对应的矢量信息对定位一个二级网络节点E，计算步骤如下：

1)根据基准节点A和B采用三角定位法得到二级网络节点E的位置信息E1；

2)根据基准节点A和C采用三角定位法得到二级网络节点E的位置信息E2；

3)根据基准节点B和C采用三角定位法得到二级网络节点E的位置信息E3；

4)将E1、E2、E3的算数平均值(E1+E2+E3)/3作为二级网络节点E的最终位置信息。

可选地，所述方向角信息为所述网络节点相对于所述其他网络节点的到达角AOA或离开角AOD；

相应地，矢量信息处理模块202具体用于基于通信模块201传送的各所述基准位置信息，采用AOA或AOD定位法确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息。

可选地，当所述网络节点为空白节点时，通信模块201还用于向所述其他网络节点发送一级定位请求消息；当所述网络节点为二级网络节点时，通信模块201还用于向所述其他网络节点发送二级定位请求消息；当所述网络节点为基准节点时，通信模块201还用于接收所述其他网络节点发送的所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

其中，所述一级定位请求消息为空白节点向其他网络节点发送的请求对所述空白节点进行室内定位的广播消息。所述二级定位请求消息为二级网络节点向其他网络节点发送的请求对所述二级网络节点进行室内定位的广播消息。

可选地，所述网络节点还包括：消息分级模块；

消息分级模块，用于当所述网络节点为空白节点时，删除所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；还用于当所述网络节点为二级网络节点时，删除所述通信模块传送的各所述二级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；还用于当所述网络节点为基准节点时，删除所述通信模块传送的各所述基准位置消息，保留所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

可以理解的是，通过设置消息分级模块，可对各网络节点接收到的消息进行过滤，从而保证基准节点只保留接收到一级定位请求消息或二级定位请求消息，而空白节点和二级网络节点只保留接收到的基准位置信息。

可选地，当所述网络节点为空白节点时，所述定位计算模块为一级定位模块；当所述网络节点为二级网络节点时，所述定位计算模块为二级定位模块。

示例性的，图5给出了网络节点各功能模块间的信息传递流向图。如图5所示，mesh节点功能结构包含通信模块301、消息分级模块302、矢量信息处理模块303、定位精度控制模块304、一级定位模块305及二级定位模块306。

其中，通信模块301负责传输mesh消息数据包、并将mesh消息数据包传送给消息分级模块302。消息分级模块302主要实现mesh消息分级和过滤功能，将mesh消息分为一级定位请求消息、二级定位请求消息以及基准位置信息，空白节点发出的为一级定位请求消息，二级网络节点发出的为二级定位请求消息，基准节点发出的为基准位置信息，并保证基准节点只保留接收到一级定位请求消息或二级定位请求消息，而空白节点和二级网络节点只保留接收到的基准位置信息。消息分级模块302将过滤得到的基准位置信息传递给矢量信息处理模块303，矢量信息处理模块303根据BLE5的方向定位探测功能，获取方向角信息，并将基准位置信息及方向角信息组合成矢量信息对，发送给定位精度控制模块304。定位精度控制模块304将矢量信息对及mesh消息包按照精度控制要求，集合足够数量后，将信息包发送到一级定位模块305或二级定位模块306。一级定位模块305用于实现自适应位置传播功能中空白节点的定位功能，完成所有空白节点到基准节点的转化。二级定位模块306主要实现二级网络节点的定位功能。

可以理解的是，本发明实施例中，对二级网络节点的定位是在完成对所有空白节点的定位之后开始的，因此，基准节点不会同时收到一级定位请求消息和二级定位请求消息。此外，针对每个网络节点，该网络节点所广播的mesh消息包传送过程可能会受到所处环境的干扰，由此，到达某一网络节点的mesh消息包会存在先后顺序，且该顺序不只取绝于各个节点间的空间距离。对待定位的网络节点来说，只需要接收最先接收到的对应数量的mesh消息包即可。

本发明实施例通过组建包含至少两个一级网络节点和至少一个一级网络节点的蓝牙网状网络，并基于至少两个一级网络节点的基准位置信息实现对一个二级网络节点的实时室内定位，由此将当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案的定位精度由米级别提高到了厘米级别，同时解决了当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案存在的网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

实施例三

图6是本发明实施例三提供的一种室内定位方法的流程示意图，本实施例应用于实施例一和实施例二所述的室内定位系统。

如图6所示，该方法具体包括如下步骤：

S401、基于所述室内定位系统包含的至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备组建蓝牙网状网络。

S402、从由各所述一级网络节点组成的一级节点集中确定至少两个位置信息已知的一级网络节点作为基准节点，并将各所述基准节点的位置信息确定为各所述基准节点对应的基准位置信息。

S403、基于各所述基准位置信息确定所述一级节点集中基准节点外其他各一级网络节点的位置信息，并扩充为新的基准位置信息。

S404、基于各所述基准位置信息确定各所述二级网络节点的实时位置信息。

示例性的，图7给出了本实施例提供的一种室内定位方法的流程示例图。如图7所示，该方法步骤如下：

S501、建立BLE mesh网络，并初始化基准节点和空白节点。

具体地，组网完成后设置至少两个一级网络节点的绝对位置坐标，并将这些一级网络节点确定为基准节点。将所有基准节点以外的一级网络节点确定为空白节点。

S502、发起一级网络节点位置传播功能。

具体地，所有空白节点启动一级网络节点位置传播功能，该功能首先调用一级定位模块，接收包含基准位置信息和方向角信息的矢量信息对，当达到精度控制模块要求时，将这些矢量信息对送入一级定位模块中进行空白节点的位置信息计算，一旦计算出了空白节点的位置信息，则该空白节点自动转化为基准节点，并将该空白节点发送的一级定位请求消息替换为自身的位置信息，并进行周期性的发送，这样基准节点会成指数扩大，迅速将所有空白节点转化为基准节点。当所有空白节点均转化为基准节点后，一级网络节点位置传播功能正式结束。此时该网络已经具备了为二级网络节点提供位置服务的能力。

示例性的，图8给出了步骤S502的具体流程示例图。

S503、对二级网络节点进行实时定位。

具体地，二级网络节点发送二级定位请求消息，临近二级网络节点的所有一级网络节点(此时为基准节点)，均有机会接收到这些请求信息，接到请求信息后，一级网络节点将自身的位置信息(即基准位置信息)发送到二级网络节点，二级网络节点此时根据定位精度控制模块的要求，获取最先到达的指定数量的矢量信息对，并送入到二级定位模块进行定位计算，最终计算出二级网络节点的精确位置。

示例性的，图9给出了步骤S503的具体流程示例图。

本发明实施例通过组建包含至少两个一级网络节点和至少一个一级网络节点的蓝牙网状网络，并基于至少两个一级网络节点的基准位置信息实现对一个二级网络节点的实时室内定位，由此将当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案的定位精度由米级别提高到了厘米级别，同时解决了当前基于蓝牙网状网络的室内定位方案存在的网络节点不能分时复用以及必须与安装位置一一映射的问题。

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。

Claims (7)

1.一种室内定位系统，其特征在于，包括：至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备；

各网络节点间建立蓝牙通信连接，组成蓝牙网状网络，所述网络节点为一级网络节点或二级网络节点，支持BLE5以上协议标准；

所述一级网络节点，用于向至少一个二级网络节点发送基准位置信息，以响应各所述二级网络节点的室内定位请求；

所述二级网络节点，用于基于至少两个一级网络节点的基准位置消息确定自身的实时位置信息，并将所述实时位置信息作为相应的室内定位信息；

由各所述一级网络节点组成的一级节点集中包含至少两个位置信息已知的基准节点；

所述基准节点，用于将自身的位置信息作为基准位置信息发送给所述一级节点集中至少一个空白节点，以使各所述空白节点基于所述基准位置信息确定出自身的位置信息，所述空白节点为所述一级节点集中除基准节点外的其他一级网络节点；

所述网络节点包括：通信模块、矢量信息处理模块、定位精度控制模块以及定位计算模块；

所述通信模块，用于建立所述网络节点与其他网络节点间的蓝牙通信，接收所述其他网络节点中的基准节点发送的基准位置信息，并传送至所述矢量信息处理模块；

所述矢量信息处理模块，用于基于所述通信模块传送的各所述基准位置信息，确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息，并将所确定的方向角信息与对应的基准位置信息组成矢量信息对后发送至所述定位精度控制模块；

所述定位精度控制模块，用于根据用户预设的定位精度条件确定对应的信息数量阈值，并在所接收矢量信息对的数量大于或等于所述信息数量阈值时，将接收到的各所述矢量信息对发送至所述定位计算模块；

所述定位计算模块，用于基于各所述矢量信息对，采用三角定位法，确定出所述网络节点的位置信息。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述空白节点，还用于在确定出自身的位置信息后，转化为基准节点，并将自身的位置信息作为相应的基准位置信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述方向角信息为所述网络节点相对于所述其他网络节点的到达角AOA或离开角AOD；

相应地，所述矢量信息处理模块具体用于基于所述通信模块传送的各所述基准位置信息，采用AOA或AOD定位法确定出所述网络节点与所述其他网络节点间的方向角信息。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当所述网络节点为空白节点时，所述通信模块还用于向所述其他网络节点发送一级定位请求消息；

当所述网络节点为二级网络节点时，所述通信模块还用于向所述其他网络节点发送二级定位请求消息；

当所述网络节点为基准节点时，所述通信模块还用于接收所述其他网络节点发送的所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述网络节点还包括：消息分级模块；

所述消息分级模块，用于当所述网络节点为空白节点时，删除所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；

还用于当所述网络节点为二级网络节点时，删除所述通信模块传送的各所述二级定位请求消息，保留所述通信模块传送的各所述基准位置信息；

还用于当所述网络节点为基准节点时，删除所述通信模块传送的各所述基准位置消息，保留所述通信模块传送的各所述一级定位请求消息或二级定位请求消息。

6.根据权利要求1-5任一项所述的系统，其特征在于，当所述网络节点为空白节点时，所述定位计算模块为一级定位模块；

当所述网络节点为二级网络节点时，所述定位计算模块为二级定位模块。

7.一种室内定位方法，其特征在于，应用于权利要求1-6任一项所述的室内定位系统，包括：

基于所述室内定位系统包含的至少两个作为一级网络节点的室内固定蓝牙低功耗BLE设备，以及至少一个作为二级网络节点的室内移动BLE设备组建蓝牙网状网络；

从由各所述一级网络节点组成的一级节点集中确定至少两个位置信息已知的一级网络节点作为基准节点，并将各所述基准节点的位置信息确定为各所述基准节点对应的基准位置信息；

基于各所述基准位置信息确定所述一级节点集中基准节点外其他各一级网络节点的位置信息，并扩充为新的基准位置信息；

基于各所述基准位置信息确定各所述二级网络节点的实时位置信息。