[发明专利]一种近距离移动智能设备间定位方法

权利要求书

1.一种近距离移动智能设备间定位方法，其特征在于：

其至少包括两个定位用户，分别为至少一个被请求定位用户A和至少一个请求定位用户B；

所述至少两个定位用户分别持一用于定位的移动智能设备，即所述至少一个被请求定位用户A持移动智能设备a，所述至少一个请求定位用户B持移动智能设备b；

所述移动智能设备内置无线近距离通信模块、方向传感器和三轴加速度传感器，所述两个定位用户分别所持的用于定位的移动智能设备之间通过所述移动智能设备的无线近距离通信模块建立无线通信链路从而进行数据的传送，所述移动智能设备通过所述方向传感器、三轴加速度传感器采用记步方式记录用户移动距离和移动方向，其包括以下定位步骤：

（1）在任意T1时刻，所述两个定位用户中的请求定位用户B通过其所持的移动智能设备b向被请求定位用户A所持的移动智能设备a发出定位请求，所述被请求定位用户A的移动智能设备a接收到所述定位请求后向请求用户B的移动智能设备b发出确认请求信息，请求用户B的移动智能设备b收到移动智能设备a发出的确认请求信息后记录所述被请求定位用户A所持移动智能设备a的接受信号强度r₁；

（2）在T1～T2时间段内，被请求定位用户A和请求定位用户B中任一个移动或者两者均正常移动，移动智能设备a、移动智能设备b分别通过各自内置的方向传感器、三轴加速度传感器采用记步的方式记录移动智能设备a、移动智能设备b在在T1～T2时间段内的移动距离和方向矢量，并分别记录为                                                和；

（3）在T2时刻，被请求定位用户A通过其所持的移动智能设备a向请求定位用户B所持的移动智能设备b发送其在T1～T2时间段的移动矢量，同时请求定位用户B所持的移动智能设备b记录在T2时刻移动智能设备a的接受信号强度r₂；

（4）在T2～T3时间段内，被请求定位用户A和请求定位用户B中任一个移动或者两者均正常移动，移动智能设备a、移动智能设备b分别通过各自内置的方向传感器、三轴加速度传感器采用记步的方式记录移动智能设备a、移动智能设备b在在T2～T3时间段内的移动距离和方向矢量，并分别记录为和；

（5）在T3时刻，被请求定位用户A通过其所持的移动智能设备a向请求定位用户B所持的移动智能设备发送其在T2～T3时间段的移动矢量，同时请求定位用户B所持的移动智能设备b记录在T3时刻移动智能设备a的接受信号强度r₃；

（6）根据被请求定位用户A所持的移动智能设备a在T1、T2、T3时刻的接受信号强度r₁、r₂、r₃，T1～T2时间段、T2～T3时间段内被请求定位用户A所持的移动智能设备a、请求定位用户B所持的移动智能设备b的移动距离和方向矢量、、和计算被请求定位用户A、请求定位用户B在T1、T2、T3时刻的相对位置，并将所述相对位置显示在请求定位用户B所持的移动智能设备b上。

2.根据权利要求1所述的一种近距离移动智能设备间定位方法，其特征在于：所述步骤（6）的计算过程为：

①根据被请求定位用户A、请求定位用户B各自的独立运动矢量，计算移动智能设备a、移动智能设备b的相对运动矢量：

；

②根据被请求定位用户A所持的移动智能设备a在T1、T2、T3时刻的接受信号强度r₁、r₂、r₃，计算在T1、T2、T3时刻被请求定位用户A所持移动智能设备a、请求定位用户B所持移动智能设备b之间的相对距离d₁、d₂、d₃之间的关系：

根据信号自由空间传播公式，可得：

其中n为自由空间信息传播衰减常量，n取2～4，自定义变量k₂、k₃，设

，

则d₁、d₂、d₃之间的关系表示为：

；

③计算被请求定位用户A所持移动智能设备a、请求定位用户B所持移动设备b在T1时刻的相对位置距离d₁：

根据反三角函数和余弦定理，得到

其中，α₁为在T1～T2时间段内移动智能设备a相对于移动智能设备b的矢量运动m₁与在T2时刻移动智能设备a与移动智能设备b连线的夹角，α₂为在T2～T3时间段内移动智能设备a相对于移动智能设备b的矢量运动m₂与在T2时刻移动智能设备a与移动智能设备b连线的夹角；

在T2时刻，α₁、α₂以及在T2～T3时间段移动智能设备a相对于移动智能设备b的矢量运动m₂与在T1～T2时间段内移动智能设备a相对于移动智能设备b的矢量运动m₁之间的夹角θ的之和为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均为已知量，和随着d₁的变化单调变化，采用基于二分查找算法得到d₁的解；

④根据步骤③得到的d₁的解，计算在T1时刻移动智能设备a到移动智能设备b的连线到空间X方向的正向夹角α：

α与在T1时刻移动智能设备b与x正方向夹角α₄和夹角各为180°，即α+α₄=π；

而所述m₁与在T1时刻移动智能设备a、移动智能设备b连线的夹角α₃、在T1时刻移动智能设备a、移动智能设备b的连线与x正方向夹角α₄以及所述m₁与x方向正方向的夹角θ₁的夹角之和为360°，即α₃+α₄+θ₁=2π；

由  ，可得：

；

⑤根据上述步骤③、④所得到的d₁、α，以及所述m₁、m₂，得到T1、T2及T3时刻，被请求定位用户A所持移动智能设备a与请求定位用户B所持移动智能设备b之间的相对位置。