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一種基于定位器的定位方法

文檔序號(hào):7556076閱讀:348來源:國(guó)知局
專利名稱:一種基于定位器的定位方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總體涉及定位追蹤領(lǐng)域,更具體地,涉及一種對(duì)走失的兒童、老人或丟失的貴重物品進(jìn)行定位追蹤的方法以及對(duì)應(yīng)的定位器。
背景技術(shù)
隨著城市的不斷擴(kuò)大,以及當(dāng)前社會(huì)一些不法分子的出現(xiàn),如何防止老人和兒童走失或者被綁架、拐賣,一直是社會(huì)的難題?,F(xiàn)有技術(shù)中,一般是采用一種所謂的兒童老人安全手機(jī),利用GPS和移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)電子?xùn)艡诤投ㄎ桓?,然而這需要用戶記錄各類短信指令,典型的如愛多貝的安全手機(jī)系列。用戶要么需要上專門的網(wǎng)站去查詢孩子的軌跡,要么需要發(fā)送短信到孩子手機(jī),獲取定位信息。從當(dāng)前定位追蹤的現(xiàn)有技術(shù)來看,主要存在以下一些缺陷,首先,傳統(tǒng)的定位方式,需要同時(shí)開起移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(諸如,2G/3G移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))和GPS定位系統(tǒng),因此GPS定位系統(tǒng)和移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)在不停的工作,大大增加了系統(tǒng)的耗電,在通常情況下,一個(gè)IOOOmAh的手機(jī)的持續(xù)導(dǎo)航時(shí)間不會(huì)超過2個(gè)小時(shí),而這顯然不能滿足長(zhǎng)時(shí)間使用的要求。由于跟蹤可能需要持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間,累積起來,設(shè)備很難保證在找到被監(jiān)護(hù)人之前仍有足夠的電力工作,從而在兒童或財(cái)產(chǎn)長(zhǎng)時(shí)間走失或丟失時(shí),無法實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的定位追蹤;同時(shí),現(xiàn)有技術(shù)通常以手機(jī)為主,兒童的自持力一般都比較差,兒童手機(jī)無法避免接收到垃圾短信或陌生人騷擾電話,會(huì)干擾孩子學(xué)習(xí),分散孩子的注意力,并可能造成安全隱患。而且手機(jī)過于顯眼,一旦發(fā)生兒童丟失等事件,很容易被犯罪嫌疑人丟棄而失去作用,從而達(dá)不到持續(xù)定位追蹤的目的;最后,由于GPS信號(hào)穿透力較弱,無法在室內(nèi)使用,比如在人群密集的商場(chǎng)或兒童娛樂場(chǎng)所,無法通過GPS準(zhǔn)確定位孩子的位置,而基站定位誤差過大,而且沒有高度信息,無法定位孩子的準(zhǔn)確位置(如在幾樓)。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述缺陷 ,本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種基于定位器的定位方法,所述定位器包括中央處理單元、無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元以及存儲(chǔ)單元;所述方法包括以下步驟:基于無線電檢測(cè)信號(hào),來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端;基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元的映射表來確定定位器與外部監(jiān)控端之間的當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值;在超出所述第一距離閾值時(shí)啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元;通過檢測(cè)所述定位器與外部監(jiān)控端之間是否能夠建立無線電連接,來確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值;在超出所述第二距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元。其中,所述方法還包括在所述定位器未搜索到外部監(jiān)控端時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元。其中,在啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元之后,且在確定當(dāng)前距離未超出所述第二距離閾值時(shí),通過所述無線電單元將由所述慣性導(dǎo)航單元檢測(cè)的所述定位器的位置信息發(fā)送到外部監(jiān)控端。
其中,在所述啟動(dòng)所述GPS定位單元步驟中,所述定位器以第一預(yù)定時(shí)間間隔開啟GPS定位單元;在啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元之后,所述定位器以第二預(yù)定時(shí)間間隔通過所述移動(dòng)通信單元向外部監(jiān)控端發(fā)送當(dāng)前的位置信息。其中,根據(jù)外部監(jiān)控端的指令,縮短所述第二預(yù)定時(shí)間間隔。根據(jù)本發(fā)明的另一目是提供一種定位器,包括中央處理單元、無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元以及存儲(chǔ)單元;所述無線電單元、移動(dòng)通信單元用于與外部監(jiān)控端進(jìn)行通信;所述GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元用于獲取所述定位器的位置信息;所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)無線電信號(hào)強(qiáng)度與距離之間的映射表和定位器的位置信息;所述中央處理單元包括第一距離閾值確定模塊和第二距離閾值確定模塊;所述第一距離閾值確定模塊用于基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和所述映射表來確定所述定位器與外部監(jiān)控端是否超出第一距離閾值;所述第二距離閾值確定模塊用于確定是否還能在所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間建立無線電連接。其中,所述定位器還包括電子羅盤、變壓電路、SM卡插槽、音頻控制芯片以及揚(yáng)聲器中的至少一個(gè),并且所述定位器還包括供電單元和用于切斷或接通內(nèi)部整個(gè)電路系統(tǒng)的供電的遙控開關(guān),所述遙控開關(guān)可接收來自外部的遙控指令,以切斷或接通定位器內(nèi)部整個(gè)電路系統(tǒng)的供電。其中,在所述第一距離閾值確定模塊確定在所述定位器與外部監(jiān)控端之間的距離超出第一距離閾值后,啟動(dòng)慣性導(dǎo)航單元;在所述第二距離閾值確定模塊確定無法建立連接,從而確定所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間的距離超過了第二距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元,并定時(shí)啟動(dòng)所述GPS定位單元。根據(jù)本發(fā)明的另一方面,還提供了一種定位方法,其使用上述定位器進(jìn)行定位,所述方法包括以下步驟:基于無線電檢測(cè)信號(hào),來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端;基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元的映射表來確定所述定位器與外部監(jiān)控端之間的當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值;在 超出所述第一距離閾值時(shí)啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元;通過檢測(cè)所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間是否能夠建立無線電連接,來確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值;在所述定位器超出第二距離閾值或未搜索到外部監(jiān)控端時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元。根據(jù)本發(fā)明的又一目的提供了一種定位追蹤系統(tǒng),用于對(duì)人或物進(jìn)行定位追蹤,所述定位追蹤系統(tǒng)包括外部監(jiān)控端和至少一個(gè)上述定位器。通過上述解決方案,本發(fā)明具有以下有益效果:I)通常情況下,低功耗藍(lán)牙或WIFI模塊典型耗電量在0.01-0.5ma,而移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)通訊和GPS耗電一般在200ma以上。因此通過低功耗的藍(lán)牙、WIF1、陀螺儀、加速度計(jì)的組合應(yīng)用,解決了持續(xù)使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和GPS定位帶來的功耗問題;2)通過陀螺儀和加速度計(jì)結(jié)合,實(shí)現(xiàn)慣性導(dǎo)航定位,從而可以有效的解決室內(nèi)定位跟蹤問題;同時(shí)另一方面也可以大幅降低系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間使用的功耗水平;3)通過使本發(fā)明的定位器微型化,便于本發(fā)明的定位器能夠與兒童、老人的衣物、鞋帽等或貴重物品的包裝等有效結(jié)合,從而有效防止了不法分子的發(fā)現(xiàn)。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的定位器的電路原理示意圖;圖2是本發(fā)明實(shí)施例的基于定位器的定位處理方法的流程圖;圖3是本發(fā)明實(shí)施例的外部監(jiān)控端的定位處理的流程圖;圖4是本發(fā)明實(shí)施例的由定位器與外部監(jiān)控端構(gòu)成的定位追蹤系統(tǒng)的示意圖。如圖所示,為了能明確實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施例的結(jié)構(gòu),在圖中標(biāo)注了特定的結(jié)構(gòu)和器件,但這僅為示意需要,并非意圖將本發(fā)明限定在該特定結(jié)構(gòu)、器件和環(huán)境中,根據(jù)具體需要,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以將這些器件和環(huán)境進(jìn)行調(diào)整或者修改,所進(jìn)行的調(diào)整或者修改仍然包括在后附的權(quán)利要求的范圍中。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種定位器及其定位方法進(jìn)行詳細(xì)描述。同時(shí)在這里做以說明的是,為了使實(shí)施例更加詳盡,下面的實(shí)施例為最佳、優(yōu)選實(shí)施例,對(duì)于一些公知技術(shù)本領(lǐng)域技術(shù)人員也可采用其他替代方式而進(jìn)行實(shí)施;而且附圖部分僅是為了更具體的描述實(shí)施例,而并不旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體的限定。在本發(fā)明的實(shí)施例中,定位器的電路原理示意圖如圖1所示,該定位器包括中央處理單元1、無線電單元2、GPS定位單元3、慣性導(dǎo)航單元4、移動(dòng)通信單元5、以及存儲(chǔ)單元
6。其中無線電單元2、移動(dòng)通信單元5可與外部監(jiān)控端進(jìn)行通信,無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元、存儲(chǔ)單元分別與中央處理單元通信連接。盡管在圖1中分開示出了無線電單元2、GPS定位單元3,然而這僅是示意性而非限制性的,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言可知這兩個(gè)單元也可以集成在一個(gè)單元中(由圖1中的虛線示出),諸如,WIFI/BT/FM/GPS集成芯片。移動(dòng)通信單元5可采用本領(lǐng)域公知的能夠連接到2G/3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)通信基帶芯片,即 2G/3G移動(dòng)通信單元。在本發(fā)明實(shí)施例中,優(yōu)選地,由于定位器中的移動(dòng)通信單元和GPS定位單元通常處于停用狀態(tài),其它各供電單元功耗很低,因此可采用諸如紐扣電池或運(yùn)動(dòng)充電器等可充電設(shè)備來作為供電單元。在本發(fā)明實(shí)施例中,優(yōu)選地,該定位器還包括電子羅盤(未圖示),其用于為定位器提供輔助方向校正,和陀螺儀、加速度計(jì)配合,為慣性導(dǎo)航提供方向。在本發(fā)明實(shí)施例中,優(yōu)選地,該定位器還包括變壓電路、SM卡插槽、音頻控制芯片、揚(yáng)聲器等設(shè)備(未圖示)。在外部監(jiān)控端需要定位器發(fā)出聲響時(shí),可通過發(fā)送指令來控制定位器的音頻控制芯片和揚(yáng)聲器發(fā)出聲響。在本發(fā)明實(shí)施例中,優(yōu)選地,該定位器還包括用于切斷其內(nèi)部整個(gè)電路系統(tǒng)的供電的遙控開關(guān),該遙控開關(guān)可接收來自外部的遙控指令,以切斷定位器內(nèi)部整個(gè)電路系統(tǒng)的供電,從而一方面在被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物不需要定位追蹤時(shí)使定位器停用,而達(dá)到增長(zhǎng)定位器使用壽命的目的;另一方面,也實(shí)現(xiàn)了在定位器不需使用時(shí)節(jié)電的目的。定位器的外殼可根據(jù)目標(biāo)客戶群體的不同,而具有不同的外形,其外殼可采用樹脂等防水材料制成,定位器的上述各單元設(shè)置在該外殼中。在使用時(shí),通常附接(可例如通過縫制或粘接的方式)在被監(jiān)護(hù)人的衣物、鞋帽或被監(jiān)護(hù)物的內(nèi)包裝中。由于較小的尺寸外形,其也可以通過粘扣等形式,裝設(shè)在被監(jiān)控人的衣服內(nèi)側(cè)、腰帶、書包等位置,而不易被發(fā)現(xiàn)。同時(shí),由于其不具有屏幕,可以有效的避免孩子玩游戲和亂打電話,還而通過使用較可愛的外殼可以讓孩子樂于攜帶。無線電單元2包括WIFI模塊和藍(lán)牙(BT)模塊,WIFI模塊和藍(lán)牙模塊均為低功耗設(shè)備,在定位器開始使用時(shí),首先僅啟動(dòng)無線電單元2中的WIFI模塊和藍(lán)牙模塊中的至少一個(gè)。這里需要注意的是,由于WIFI模塊和藍(lán)牙模塊均為低功耗模塊,因此耗電量極低,從而確保了定位器的長(zhǎng)時(shí)間使用。當(dāng)外部監(jiān)控端需要定位追蹤攜帶定位器的被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物時(shí),開啟監(jiān)控追蹤應(yīng)用,來啟動(dòng)該外部監(jiān)控端的WIFI模塊或藍(lán)牙模塊(其取決于外部監(jiān)控端的支持情況),從而自動(dòng)掃描并完成外部監(jiān)控端與對(duì)應(yīng)的定位器之間配對(duì)。盡管在本實(shí)施例中描述了無線電單元2包括WIFI模塊和藍(lán)牙模塊這兩者,然而這僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員也可以理解該無線電單元2可僅包括WIFI模塊和藍(lán)牙模塊這兩者之一或者其它的如FM無線電模塊。這里需要注意的是,電子?xùn)艡诠δ苡糜诖_保被跟蹤人不會(huì)超出視野范圍,傳統(tǒng)上使用GPS加移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)。其中,GPS負(fù)責(zé)確定兩者之間的距離,移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)負(fù)責(zé)傳輸雙方的位置,以便計(jì)算距離,實(shí)現(xiàn)跟蹤的目的。但該實(shí)現(xiàn)方式在室內(nèi)環(huán)境中,由于GPS信號(hào)穿透力差而無法使用。本發(fā)明為了克服這一缺陷,本發(fā)明一方面使用基于無線電信號(hào)強(qiáng)度的距離檢測(cè)機(jī)制(即,WIF1-Direct發(fā)現(xiàn)服務(wù)、藍(lán)牙服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)以及Devasirvatham模型),來實(shí)現(xiàn)距離的檢測(cè);另一方面,在定位器與外部監(jiān)控端超過一定距離后,通過使用慣性導(dǎo)航單元,也進(jìn)一步在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)相對(duì)精確的定位,這將下面進(jìn)行詳細(xì)的描述。WIF1-Direct發(fā)現(xiàn)服務(wù)是WiFi聯(lián)盟于2010年發(fā)布的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn),允許無線網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備無需通過無線路由器即可相互連接。與藍(lán)牙技術(shù)類似,這種標(biāo)準(zhǔn)允許無線設(shè)備以點(diǎn)對(duì)點(diǎn)形式互連。藍(lán)牙服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP, Service DiscovcryProtocol)是為了能讓兩個(gè)藍(lán)牙設(shè)備相識(shí)并建立連接而設(shè)計(jì)的一種基于客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)的協(xié)議。藍(lán)牙服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議在藍(lán)牙協(xié)議棧中對(duì)藍(lán)牙環(huán)境中的應(yīng)用程序有特殊的含意,發(fā)現(xiàn)哪個(gè)服務(wù)是可用的和確定這些可用服務(wù)的特征。Devasirvatham模型又稱線性路徑衰減模型,目前該模型已應(yīng)用與無線基站布設(shè)的規(guī)劃上,其計(jì)算公式如下:Pl (d, f) = PIfs (d, f) +ad ;其中,Pl (d,f)為室內(nèi)路徑損耗,單位為dB,a為模型系數(shù),d為傳播路徑,PIfs (d,f)為自由空間損耗,其計(jì)算公式為:PIfs (d, f) = 32.4+201gf+201gd ;其中,d為傳播路徑,單位為km, f為電波頻率,單位為MHz。通過該模型,我們可以粗略計(jì)算出典型路徑傳播損耗,從而得到信號(hào)強(qiáng)度和距離之間的關(guān)系。當(dāng)存在WIFI信號(hào)的情況下,使用WIFI Direct發(fā)現(xiàn)服務(wù)來實(shí)現(xiàn)相互檢測(cè);而在藍(lán)牙環(huán)境下,使用藍(lán)牙服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議(SDP)來實(shí)現(xiàn)相互檢測(cè)。雙方根據(jù)檢測(cè)到的對(duì)方信號(hào)強(qiáng)度,來檢測(cè)距離,從而提供電子?xùn)艡诠δ堋S捎谡麄€(gè)過程中,并不需要建立2G/3G移動(dòng)通信連接,因此,可以認(rèn)為定位器的發(fā)射功率固定,而在無線電信號(hào)傳播過程中,會(huì)按照規(guī)律進(jìn)行衰減,首先根據(jù)Devasirvatham模型建立無線電信號(hào)強(qiáng)度與距離之間的映射表,隨后將該映射表預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元6中,由此通過當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度,并根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元6中的映射表,查表就可以得出定位器與外部監(jiān)控端之間的距離。同時(shí),該存儲(chǔ)單元6中還存儲(chǔ)由慣性導(dǎo)航單元4所獲 取的定位器的諸如移動(dòng)軌跡的位置信息以及GPS單元獲取的定位器的位置信息。該存儲(chǔ)單元6可以選用RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲(chǔ)或數(shù)字多功能盤(DVD)等、磁盤存儲(chǔ)或其它磁性存儲(chǔ)設(shè)備;也可以使用諸如硬盤、軟盤、磁條等其它存儲(chǔ)設(shè)備、智能卡、和閃存設(shè)備(例如,EPR0M、記憶卡、記憶棒等)。與基于GPS信號(hào)的方案不同,由于定位器本身作為一個(gè)無線電AP存在,無線電AP,即所謂的無線熱點(diǎn),承載著定位器的移動(dòng),這個(gè)熱點(diǎn)也在移動(dòng)。因此,其具有隨定位器移動(dòng)而移動(dòng)的特點(diǎn),不受GPS信號(hào)穿透能力的限制,所以可以在室內(nèi)環(huán)境中良好工作。同時(shí),由于無線電信號(hào)經(jīng)過障礙物時(shí),會(huì)大幅衰減,由此,可以判斷出定位器(被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)與外部監(jiān)控端之間是否有障礙物,從而更及時(shí)的發(fā)現(xiàn)定位器(被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的位置。該中央處理單元I包括第一距離閾值確定模塊,其用于在通過當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度查表得出定位器與外部監(jiān)控端之間的距離時(shí),來確定該距離是否超出第一距離閾值。在定位器與外部監(jiān)控端之間的距離超出第一距離閾值后,啟動(dòng)慣性導(dǎo)航單元4,來計(jì)算定位器從當(dāng)前位置開始的軌跡,從而獲得定位器的位置信息。優(yōu)選地,在確定出該距離已超過第一距離閾值時(shí),中央處理單元I還可以通過無線電單元2將報(bào)警信號(hào)發(fā)送給外部監(jiān)控端,以告知監(jiān)護(hù)人。慣性導(dǎo)航技術(shù)是依據(jù)牛頓慣性原理,利用慣性元件(加速度計(jì))來測(cè)量運(yùn)載體本身的加速度,經(jīng)過積分和運(yùn)算得到速度和位置,從而達(dá)到對(duì)運(yùn)載體導(dǎo)航定位的目的。在該優(yōu)選實(shí)施例中,慣性導(dǎo)航單元4包括陀螺儀和加速度計(jì),陀螺儀在慣性參照系中用于測(cè)量系統(tǒng)的角速率。通過以慣性參照系中系統(tǒng)初始方位作為初始條件,對(duì)角速率進(jìn)行積分,就可以時(shí)刻得到系統(tǒng)的當(dāng)前方向。加速度計(jì)在慣性參照系中用于測(cè)量系統(tǒng)的線加速度。通過跟蹤定位器當(dāng)前的角速率以及相對(duì)于運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)測(cè)量到的當(dāng)前線加速度,就可以確定參照系中定位器當(dāng)前線加速度。以起始速度作為初始條件,應(yīng)用運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,對(duì)慣性加速度進(jìn)行積分就可得到系統(tǒng)慣性速率,然后以起始位置座作初始條件再次積分就可得到慣性位置。這里需要注意的是,慣性導(dǎo)航系統(tǒng)傳感器的小誤差會(huì)隨時(shí)間累積成大誤差,其誤差大體上與時(shí)間成正比,因此在需要高精度位置信息,需要不斷進(jìn)行修正。該中央處理單元·I還進(jìn)一步包括第二距離閾值確定模塊,其用于檢測(cè)是否還能在定位器與外部監(jiān)控端之間建立無線電(WIFI或藍(lán)牙)連接,如果該第二距離閾值確定模塊確定可以建立無線電連接,則經(jīng)由無線電單元2 (WIFI模塊或藍(lán)牙模塊)向外部監(jiān)控端發(fā)送由慣性導(dǎo)航單元4檢測(cè)的定位器(被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的移動(dòng)方向和速度等位置信息。在雙方距離未超過無線電(WIFI/藍(lán)牙)信號(hào)跟蹤范圍時(shí),意味著雙方相對(duì)比較近,通常情況下,不需要啟動(dòng)GPS來進(jìn)行精確定位,此時(shí)2G/3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)同時(shí)也是關(guān)閉的,從而為定位器節(jié)省了電力。如果該第二距離閾值確定模塊確定無法建立連接,則確定定位器和外部監(jiān)控端之間的距離超過了無線電單元2的最大追蹤范圍(第二距離閾值),此時(shí),會(huì)定時(shí)啟動(dòng)GPS定位單元進(jìn)行GPS定位,同時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)通信單元,進(jìn)行移動(dòng)通信連接,以傳輸位置信息。傳統(tǒng)的定位數(shù)據(jù)的傳輸都是通過移動(dòng)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行,而不管距離的遠(yuǎn)近,即使就是監(jiān)護(hù)人身邊,也會(huì)開啟功耗相當(dāng)大的移動(dòng)通信單元和GPS定位單元。這一方面造成了耗電比較嚴(yán)重,無法滿足長(zhǎng)時(shí)間使用的要求,而另一方面由于移動(dòng)通信單元定位輻射較大,長(zhǎng)時(shí)間開啟可能會(huì)對(duì)兒童的健康造成不良的影響。根據(jù)本發(fā)明的定位器,首先在能夠建立無線電連接(WIFI或藍(lán)牙連接)的范圍(距離)內(nèi),均無需開啟移動(dòng)通信單元5和GPS定位單元3,同時(shí)在無法進(jìn)行無線電連接的時(shí)候,也能夠通過智能開啟移動(dòng)通信單元5、以及定時(shí)開啟GPS定位單元3,從而保證了定位器的低功耗、長(zhǎng)時(shí)間使用的特性,并且能夠最大限度的減小對(duì)兒童身體的輻射。本發(fā)明實(shí)施例的基于定位器的定位處理方法的流程圖如圖2所示。首先啟動(dòng)定位器,而此時(shí)定位器中的GPS定位單元3、慣性導(dǎo)航單元4、移動(dòng)通信單元5仍處于停用狀態(tài)。對(duì)于定位器的啟動(dòng)可采用本領(lǐng)域公知的內(nèi)置啟動(dòng)開關(guān)或遙控開關(guān)的方式使定位器的內(nèi)部電路(例如,中央處理單元、無線電單元等)接通定位器內(nèi)部的供電單元,從而激活定位器。隨后,進(jìn)程行進(jìn)到S11,在步驟S11中,基于檢測(cè)的諸如WIFI或藍(lán)牙信號(hào)的無線電信號(hào),即基于無線電單元2檢測(cè)WIFI信號(hào)或藍(lán)牙信號(hào),來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端,當(dāng)搜索到對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端后,進(jìn)程行進(jìn)到S12。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,在未搜索到對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端時(shí),進(jìn)程可直接行進(jìn)到S15 (如圖2中的虛線所示),定位器啟動(dòng)GPS定位單元進(jìn)行GPS定位,同時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)通信單元,進(jìn)行移動(dòng)通信連接。在步驟S12中,該定位器的中央處理單元I通過當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度查表得出定位器與外部監(jiān)控端之間的距離,以確定當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值。在未超出第一距離閾值時(shí),中央處理單元I繼續(xù)監(jiān)控;當(dāng)確定超出第一距離閾值時(shí),進(jìn)程行進(jìn)到S13,在步驟S13中,定位器開啟慣性導(dǎo)航單元4,并通過無線電單元中的WIFI模塊或藍(lán)牙模塊將定位器(也即,被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的位置信息發(fā)送到外部監(jiān)控端。隨后,進(jìn)程行進(jìn)到S14。在這里需要說明的是,在步驟S13中,在為了節(jié)電的目的時(shí),可以不開啟GPS定位單元,因?yàn)樵陔p方距離未超過無線電(WIFI/藍(lán)牙)信號(hào)跟蹤范圍時(shí),意味著雙方位于可視距離范圍內(nèi),不需要啟動(dòng)GPS來進(jìn)行精確定位。如果當(dāng)監(jiān)護(hù)人此時(shí)需要被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物的精確位置時(shí),也可通過外部監(jiān)控端發(fā)送指令,而啟動(dòng)GPS定位單元6,從而進(jìn)行精確定位。在步驟S14中,中央處理單元I檢測(cè)是否還能在定位器與外部監(jiān)控端之間建立無線電連接(WIFI或藍(lán)牙連接),從而確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值。在能夠建立無線電連接,從而確定還未超出第二距離閾值時(shí),`中央處理單元I繼續(xù)監(jiān)控;當(dāng)確定超出第二距離閾值時(shí)(即,無法建立連接),進(jìn)程行進(jìn)到S15。在步驟S15中,定位器啟動(dòng)GPS定位單元進(jìn)行GPS定位,同時(shí)啟動(dòng)移動(dòng)通信單元,進(jìn)行移動(dòng)通信連接,以傳輸定位器的位置信息,從而通過移動(dòng)通信單元將定位器(即,被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的位置信息發(fā)送到外部監(jiān)控端。在步驟S15的啟動(dòng)移動(dòng)通信單元6和GPS定位單元5中,優(yōu)選地,定時(shí)啟動(dòng)GPS定位單元,GPS定位單元一旦定位完成,慣性導(dǎo)航單元(陀螺儀和加速度計(jì))會(huì)接替GPS定位單元的工作,提供持續(xù)定位追蹤服務(wù)。由于慣性導(dǎo)航誤差相對(duì)較大,為消除由此產(chǎn)生的累積誤差,定位器會(huì)每隔預(yù)定時(shí)間(例如,在2-15分鐘內(nèi)進(jìn)行調(diào)整)重新開啟GPS定位單元一次,以消除誤差。由于GPS不需要持續(xù)工作,因此,也可以進(jìn)一步地使定位器的耗電量大大降低。通過上述兩種定位技術(shù)的結(jié)合,一方面避免單純的GPS定位會(huì)出現(xiàn)的丟星和耗電較大的問題,另一方面避免了慣性導(dǎo)航單元中的加速度計(jì)和陀螺儀的小誤差會(huì)隨時(shí)間累積而便成大誤差。同時(shí),在步驟S15中,進(jìn)一步優(yōu)選地是,在使用2G/3G移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行跟蹤時(shí),在正常情況下,定位器可以每隔預(yù)定時(shí)間(例如,每隔10、15或20秒等)通過所述移動(dòng)通信單元向外部監(jiān)控端發(fā)送當(dāng)前的位置信息,而不是隨時(shí)報(bào)告,以節(jié)省電力。更優(yōu)選地,當(dāng)在剩余電力低于一定閥值時(shí),會(huì)進(jìn)一步延長(zhǎng)報(bào)告的間隔時(shí)間,例如,每隔I分鐘等。還優(yōu)選地,也可根據(jù)外部監(jiān)控端的指令,縮短定位器報(bào)告的間隔時(shí)間,例如,I次/秒。本發(fā)明中所提及的外部監(jiān)控端可以采用本領(lǐng)域已知的便攜式設(shè)備或具有定位追蹤支持網(wǎng)絡(luò)功能的服務(wù)器。其中,該外部監(jiān)控端中還可進(jìn)一步包括了中央處理單元、無線電單元(其包括WIFI模塊和藍(lán)牙(BT)模塊)、移動(dòng)通信單元、以及存儲(chǔ)單元等。該外部監(jiān)控端中的中央處理單元、也可具有如上所述的定位器中的中央處理單元的類似功能,這里不再贅述。本發(fā)明實(shí)施例的外部監(jiān)控端的定位處理的流程圖如圖3所示。其中,外部監(jiān)控端進(jìn)行的定位處理流程與定位器進(jìn)行的定位處理流程相對(duì)應(yīng),同時(shí)一些處理步驟與定位器的處理步驟相同。在這里需要說明的是,在監(jiān)控端進(jìn)行的定位處理步驟與定位器的定位處理步驟相同時(shí),既可僅由定位器來處理,也可僅由外部監(jiān)控端來處理,或者也可由定位器和外部監(jiān)控端分別同時(shí)進(jìn)行處理。在使用外部監(jiān)控端時(shí),首先開啟外部監(jiān)控端,進(jìn)行定位追蹤應(yīng)用。隨后,進(jìn)程行進(jìn)到S21,在步驟S21中,基于檢測(cè)無線電信號(hào)(即,WIFI或藍(lán)牙信號(hào)),來搜索對(duì)應(yīng)的定位器,當(dāng)搜索到對(duì)應(yīng)的定位器后,進(jìn)程行進(jìn)到S22。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中,在未搜索到對(duì)應(yīng)的定位器時(shí),進(jìn)程可直接行進(jìn)到S25(如圖3中的虛線所示),外部監(jiān)控端與定位器進(jìn)行移動(dòng)通信連接,從而通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接收定位器(也即,被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的位置信息。在步驟S22中(該步驟也可由定位器來實(shí)現(xiàn),并由定位器將確定的結(jié)果發(fā)送給外部監(jiān)控端),該外部監(jiān)控端的中央處理單元通過當(dāng)前信號(hào)強(qiáng)度查表(可以類似定位器查表的方式,預(yù)先將信號(hào)強(qiáng)度與距 離之間的映射表存儲(chǔ)在外部監(jiān)控端自身的存儲(chǔ)單元中)得出定位器與外部監(jiān)控端之間的距離,以確定當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值。在未超出第一距離閾值時(shí),外部監(jiān)控端的中央處理單元繼續(xù)監(jiān)控;當(dāng)確定超出第一距離閾值時(shí),進(jìn)程行進(jìn)到S23,在步驟S23中,外部監(jiān)控端顯示報(bào)警,從而將報(bào)警信號(hào)提供給監(jiān)護(hù)人。其中優(yōu)選地,該報(bào)警信號(hào)可采用語(yǔ)音報(bào)警,也可采用燈光報(bào)警,或者兩者組合來進(jìn)行報(bào)警。隨后,進(jìn)程行進(jìn)到S24(該步驟也可由定位器來實(shí)現(xiàn),并由定位器將確定的結(jié)果發(fā)送給外部監(jiān)控端)。在步驟S24中,外部監(jiān)控端的中央處理單元檢測(cè)是否還能在定位器與外部監(jiān)控端建立無線電連接(WIFI或藍(lán)牙連接),從而確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值。在能夠建立無線電連接,從而確定還未超出第二距離閾值時(shí),外部監(jiān)控端的中央處理單元繼續(xù)監(jiān)控;當(dāng)確定超出第二距離閾值時(shí)(即,無法建立連接),進(jìn)程行進(jìn)到S25。在步驟S25中,外部監(jiān)控端與定位器進(jìn)行移動(dòng)通信連接,從而通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)接收定位器(也即,被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物)的位置信息。在這里需要說明的是,外部監(jiān)控端由于可以是基站、服務(wù)器、大容量便攜終端等設(shè)備,能夠在即使工作時(shí)也能夠長(zhǎng)時(shí)間充電的特點(diǎn),因此其移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)可以一直開啟。本發(fā)明實(shí)施例的由定位器與外部監(jiān)控端構(gòu)成的定位追蹤系統(tǒng)的示意圖如圖4所示。由圖4可以看出,一個(gè)外部監(jiān)控端可以對(duì)應(yīng)于多個(gè)設(shè)置在被監(jiān)護(hù)人或被監(jiān)護(hù)物處的定位器,外部監(jiān)控端可以根據(jù)本領(lǐng)域公知的編碼技術(shù)對(duì)每一個(gè)其對(duì)應(yīng)的定位器進(jìn)行編碼,從而便于對(duì)于每一個(gè)定位器進(jìn)行定位追蹤。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解,在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說明了具體的細(xì)節(jié),而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說沒有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。另外,為了避免對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)造成不必要的混淆,并沒有詳細(xì)說明眾所周知的方法、過程、流程、元件和電路
坐寸ο本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成,該程序可以存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中,如:R0M/RAM、磁碟、光盤等。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)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,還可以作出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范 圍。
權(quán)利要求
1.一種基于定位器的定位方法,所述定位器包括中央處理單元、無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元以及存儲(chǔ)單元;其特征在于,所述方法包括以下步驟: 基于無線電檢測(cè)信號(hào),來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端(Sll); 基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元的映射表來確定所述定位器與外部監(jiān)控端之間的當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值(S12); 在超出所述第一距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元(S13); 通過檢測(cè)所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間是否能夠建立無線電連接,來確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值(S14); 在超出第二距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元(S15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法,其特征在于,所述方法還包括在所述定位器未搜索到外部監(jiān)控端時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位方法,其特征在于,在啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元之后,且在確定當(dāng)前距離未超出所述第二距離閾值時(shí),通過所述無線電單元將由所述慣性導(dǎo)航單元檢測(cè)的所述定位器的位置信息發(fā)送到所述外部監(jiān)控端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定位方法,其特征在于,在啟動(dòng)所述GPS定位單元步驟中,所述定位器以第一預(yù)定時(shí)間間隔開啟GPS定位單元;在啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元之后,所述定位器以第二預(yù)定時(shí)間間隔通過所述移動(dòng)通信單元向外部監(jiān)控端發(fā)送當(dāng)前的位置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定位方法,其特征在于,根據(jù)外部監(jiān)控端的指令來縮短所述第二預(yù)定時(shí)間間隔。
6.一種定位器,包括中央處理單元、無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元以及存儲(chǔ)單元;所述無線電單元、移動(dòng)通信單元用于與外部監(jiān)控端進(jìn)行通信;所述GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元用于獲取所述定位器的位置信息;其特征在于: 所述存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)無線電信號(hào)強(qiáng)度與距離之間的映射表以及定位器的位置信息; 所述中央處理單元包括第一距離閾值確定模塊和第二距離閾值確定模塊;所述第一距離閾值確定模塊用于基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和所述映射表來確定所述定位器與外部監(jiān)控端是否超出第一距離閾值;所述第二距離閾值確定模塊用于確定是否還能在所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間建立無線電連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位器,其特征在于:所述無線電單元包括WIFI模塊和藍(lán)牙模塊;所述慣性導(dǎo)航單元包括陀螺儀和加速度計(jì);所述移動(dòng)通信單元為2G/3G移動(dòng)通信單J Li ο
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定位器,其特征在于:在所述第一距離閾值確定模塊確定在所述定位器與外部監(jiān)控端之間的距離超出第一距離閾值后,啟動(dòng)慣性導(dǎo)航單元;在所述第二距離閾值確定模塊確定無法建立連接,從而確定所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間的距離超過了第二距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元,并定時(shí)啟動(dòng)所述GPS定位單元。
9.一種定位方法,所述定位方法使用權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的定位器進(jìn)行定位,所述方法包括以下步驟: 基于無線電檢測(cè)信號(hào),來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端(Sll); 基于當(dāng)前無線 電信號(hào)強(qiáng)度和存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)單元的映射表來確定所述定位器與外部監(jiān)控端之間的當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值(S12); 在超出所述第一距離閾值時(shí)啟動(dòng)所述慣性導(dǎo)航單元(S13); 通過檢測(cè)所述定位器與所述外部監(jiān)控端之間是否能夠建立無線電連接,來確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值(S14); 在所述定位器超出第二距離閾值或未搜索到外部監(jiān)控端時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元(S15)。
10.一種定位追蹤系統(tǒng),用于對(duì)人或物進(jìn)行定位追蹤,其特征在于: 所述定位追蹤系 統(tǒng)包括外部監(jiān)控端和至少一個(gè)如權(quán)利要求6-8中所述的定位器。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于定位器的定位方法,定位器包括中央處理單元、無線電單元、GPS定位單元、慣性導(dǎo)航單元、移動(dòng)通信單元以及存儲(chǔ)單元;所述方法包括以下步驟基于無線電檢測(cè)信號(hào)來搜索對(duì)應(yīng)的外部監(jiān)控端;基于當(dāng)前無線電信號(hào)強(qiáng)度和存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元的映射表來確定定位器與外部監(jiān)控端之間的當(dāng)前距離是否超出第一距離閾值;在超出第一距離閾值時(shí)啟動(dòng)慣性導(dǎo)航單元;通過檢測(cè)定位器與外部監(jiān)控端之間是否能夠建立無線電連接,來確定當(dāng)前距離是否超出第二距離閾值;在超出第二距離閾值時(shí),啟動(dòng)所述移動(dòng)通信單元和所述GPS定位單元。本發(fā)明通過低功耗的藍(lán)牙、WIFI、陀螺儀、加速度計(jì)的組合應(yīng)用,解決了持續(xù)使用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和GPS定位帶來的功耗問題。
文檔編號(hào)H04W4/02GK103237292SQ20131017364
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月13日
發(fā)明者鐘國(guó)峰 申請(qǐng)人:鐘國(guó)峰
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