TWI774555B

TWI774555B - 室內無線定位方法

Info

Publication number: TWI774555B
Application number: TW110133831A
Authority: TW
Inventors: 吳陳寬; 林振仁
Original assignee: 神達電腦股份有限公司
Priority date: 2021-09-10
Filing date: 2021-09-10
Publication date: 2022-08-11
Also published as: TW202312767A

Abstract

一種室內無線定位方法，適用一無線定位系統應用於一具有多個網格的工作場域，該無線定位系統包含多個無線網路訊號收發器、一管理伺服器、一閘道器、多個標籤單元，及一人工智慧伺服器。該室內無線定位方法，藉由一步驟(F)中，該閘道器將每次接收到的一訊號強度組合與其對應的一識別模組整合成一位置訊號訊息，且該管理伺服器將所述位置訊號訊息整理成一位置訊號資訊表。並於一該步驟(G)中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表且模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並其依對應的網格位置座標儲存成對應的位置訊號訊息的設計，有效達成透過該人工智慧伺服器就可模擬出該工作場域所有網格的訊號資訊。

Description

室內無線定位方法

本發明是有關於一種定位方法，特別是指一種室內無線定位方法。

近年來，隨著室內定位技術的廣泛應用與發展，常見需要進行室內定位的需求，例如，使用無線網路(Wi-Fi) 、無線射頻技術(RFID)、ZigBee與超聲波等方式進行室內定位。一般來說，室內定位需要在室內的場域內部屬多個無線網路基地台(AP)，且場域內部透過定位標籤利用無線定位方式與所述的無線網路基地台進行訊號偵測，並為了提高室內定位的精準度，通常需要偵測室內場域的每個座標位置對應的訊號，達成室內定位的目的。然而，要偵測室內場域的每個座標位置對應的訊號會非常耗費時間與人力，極需從業人員探討與改善。

因此，本發明之目的，即在提供一種效率佳的室內無線定位方法。

於是，本發明室內無線定位方法，適用於一無線定位系統配合應用於一工作場域，該工作場域包含多個網格，該無線定位系統包含多個無線網路訊號收發器、一管理伺服器、一閘道器、多個標籤單元，及一人工智慧伺服器。每一標籤單元具有一標籤代碼。該室內無線定位方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E)、一步驟(F) ，及一步驟(G)。

於該步驟(A)中，將該工作場域的每一網格設置一位置座標。

於該步驟(B)中，將該無線定位系統的所述無線網路訊號收發器分別設置在其中幾個網格上。

於該步驟(C)中，該無線定位系統的每一標籤單元被隨機地定位於其中一網格上，所述標籤單元分別位於不同的網格的位置，該管理伺服器可受控制地發出多個分別對應所述標籤單元的收集指令。

於該步驟(D)中，該管理伺服器依序發出每一收集指令至該閘道器，該閘道器解譯每次所接收到的該收集指令且分析出當下接收到的該收集指令對應的一識別模組，及一執行封包，該識別模組記錄有所需執行該執行封包對應的標籤單元的標籤代碼與該標籤單元所在的網格的位置座標，並由該閘道器將該執行封包傳送至對應的標籤單元。

於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會發送一偵測訊息，而當每一無線網路訊號收發器接收到該偵測訊息而傳送一訊號資訊至該標籤單元，並由該標籤單元取得所述無線網路訊號收發器傳送的所述訊號資訊而儲存成一訊號強度組合。

於該步驟(F)中，接收到該執行封包的該標籤單元將該訊號強度組合傳送至該閘道器，該閘道器將每次接收到的該訊號強度組合與該訊號強度組合對應的識別模組整合成一位置訊號訊息且傳至該管理伺服器，該管理伺服器將接收到的所述位置訊號訊息整理成一位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器。

於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。

本發明之功效在於：藉由於該步驟(D)中，該管理伺服器依序發出每一收集指令至該閘道器，且該閘道器分析出當下接收到的該收集指令對應的該識別模組與該執行封包，並由該閘道器將該執行封包傳送至對應的標籤單元。以及於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會發送該偵測訊息且取得所述無線網路訊號收發器傳送的所述訊號資訊，且配合於該步驟(F)中，該管理伺服器將接收到的所述位置訊號訊息整理成該位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器。並於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存的設計，有效達成透過該人工智慧伺服器就可模擬出該工作場域所有網格的訊號資訊，改善以往該標籤單元需要偵測該工作場域的大數量的網格的問題，大幅節省時間與人力並兼具確保室內精準定位的目的。

在本發明被詳細描述之前，應當注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。

參閱圖1與圖2，本發明室內無線定位方法，適用於一無線定位系統1配合應用於一工作場域70，該工作場域70包含多個網格71，該無線定位系統1包含多個無線網路訊號收發器2、一管理伺服器3、一閘道器4、多個標籤單元5，及一人工智慧伺服器6。每一標籤單元5具有一標籤代碼。本實施例中，每一標籤代碼為一組英文數字組合，如：4d50、6B20等，但不以此為限。該室內無線定位方法包含一步驟(A)、一步驟(B)、一步驟(C)、一步驟(D)、一步驟(E)、一步驟(F) ，及一步驟(G)。

首先，於該步驟(A)中，將該工作場域70的每一網格71設置一位置座標。且於該步驟(B)中，將該無線定位系統1的所述無線網路訊號收發器2分別設置在其中幾個網格71上。簡單來說，就是將該工作場域70的每一網格71建立對應的位置座標。而所述無線網路訊號收發器2分別設置在其中幾個網格71。

且於該步驟(C)中，該無線定位系統1的每一標籤單元5被隨機地定位於其中一網格71上，所述標籤單元5分別位於不同的網格71的位置，該管理伺服器3可受控制地發出多個分別對應所述標籤單元5的收集指令。也就是說，所述標籤單元5是定位於不同的網格71上，且透過該管理伺服器3發出的所述收集指令分別對應所述標籤單元5而可收集到不同的網格71的位置附近區域的無線網路訊號收發器2的訊號。於本實施例中，每一標籤單元5是設置於一物料車上(圖未示)，且所述物料車被停放於不同的網格71而使所述標籤單元5分別位於不同的網格71的位置，但不以此為限，所述標籤單元5也可以是設置在位於不同的網格71的多個設備(圖未示)上。

接著，於該步驟(D)中，該管理伺服器3依序發出每一收集指令至該閘道器4，該閘道器4解譯每次所接收到的該收集指令且分析出當下接收到的該收集指令對應的一識別模組，及一執行封包，該識別模組記錄有所需執行該執行封包對應的標籤單元5的標籤代碼與該標籤單元5所在的網格71的位置座標，並由該閘道器4將該執行封包傳送至對應的標籤單元5。於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元5會發送一偵測訊息，而當每一無線網路訊號收發器2接收到該偵測訊息而傳送一訊號資訊至該標籤單元5，並由該標籤單元5取得所述無線網路訊號收發器2傳送的所述訊號資訊而儲存成一訊號強度組合。詳細來說，就是該閘道器4每次接收到的該收集指令時，會分析出當下接收到的該收集指令對應的該識別模組與該執行封包，而該識別模組記錄有所需執行該執行封包對應的標籤單元5的標籤代碼，所以該閘道器4依該識別模組的標籤代碼且將該執行封包傳送至對應的標籤單元5。例如，該識別模組記錄的標籤代碼為4d50，所以該閘道器4將該執行封包傳送至該標籤代碼為4d50的標籤單元5。而接收到該執行封包的該標籤單元5會發出該偵測訊息去偵測附近的每一無線網路訊號收發器2，而當每一無線網路訊號收發器2接收到該偵測訊息而傳送該訊號資訊至該標籤單元5，並該標籤單元5取得所述無線網路訊號收發器2傳送的所述訊號資訊而儲存成該訊號強度組合。也就是說，每一訊號強度組合為該標籤單元5在當下的網格71位置上接收到的所述訊號資訊。

再來，於該步驟(F)中，接收到該執行封包的該標籤單元5將該訊號強度組合傳送至該閘道器4，該閘道器4將每次接收到的該訊號強度組合與該訊號強度組合對應的識別模組整合成一位置訊號訊息且傳至該管理伺服器3，該管理伺服器3將接收到的所述位置訊號訊息整理成一位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器6。進一步說，該閘道器4會將每次接收到的該訊號強度組合與該訊號強度組合對應的識別模組整合成該位置訊號訊息，例如，該識別模組記錄的標籤代碼為4d50與該標籤單元5所在的網格71的位置座標為(a432)且該閘道器4當次收到該訊號強度組合為(-33,-26,-24,-30)，並該閘道器4將該識別模組與當次收到該訊號強度組合整合成的該位置訊號訊息為﹛4d50/ a432,﹛-33,-26,-24,-30﹜﹜，或是該識別模組記錄的標籤代碼為6B20與該標籤單元5(6B20)所在的網格71的位置座標為(f322)且該閘道器4當次收到該訊號強度組合為(-37,-31,-28,-38)，並該閘道器4將該識別模組與當次收到該訊號強度組合整合成的該位置訊號訊息為﹛6B20/ f322,﹛-37,-31,-28,-38﹜﹜，而該管理伺服器3將接收到的所述位置訊號訊息整理成該位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器6。

於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器6分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元5的網格71上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器6將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格71的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。也就是說，該人工智慧伺服器6取得該位置訊號資訊表後，且依該位置訊號資訊表中的每一位置訊號訊息的資訊分析模擬出未被設置任一標籤單元5的網格71上的位置訊號訊息。於本實施例中，該人工智慧伺服器6分析該位置訊號資訊表且依該位置訊號資訊表中的每一位置訊號訊息的訊號強度組合與對應的網格71的位置座標分析模擬出該未被設置任一標籤單元5的網格71上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器6將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格71的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。進一步來說，該人工智慧伺服器6分析該位置訊號資訊表中的每一位置訊號訊息的訊號強度組合與對應的網格71的位置座標且依所述位置訊號訊息的位置座標彼此的距離與所述位置訊號訊息對應的所述訊號強度進行分析運算，而模擬出未被設置任一標籤單元5的網格71上的位置訊號訊息。另外一提，於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息後，該人工智慧伺服器會執行一學習模組且透過學習該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息而預測模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。於本實施例中，該人工智慧伺服器所執行的該學習模組為一機器學習演算法，但不以此為限。

藉由於該步驟(D)中，該管理伺服器3依序發出每一收集指令至該閘道器4，且該閘道器4分析出當下接收到的該收集指令對應的該識別模組與該執行封包，並由該閘道器4將該執行封包傳送至對應的標籤單元5。以及於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元5會發送該偵測訊息且取得所述無線網路訊號收發器2傳送的所述訊號資訊，且配合於該步驟(F)中，該管理伺服器3將接收到的所述位置訊號訊息整理成該位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器6。並於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器6分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元5的網格71上的訊號強度組合，並將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格71的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存的設計，有效達成透過該人工智慧伺服器6就可模擬出該工作場域70所有網格71的訊號資訊，改善以往該標籤單元5需要偵測該工作場域70的大數量的網格71的問題，大幅節省時間與人力並兼具確保室內精準定位的目的。

要特別說明的是，於本實施例中，每一無線網路訊號收發器2具有一識別碼(ID)，如：33d4、2784、6208、4788等識別碼，其中，於該步驟(D)中，該執行封包記錄有多個分別對應所需偵測的無線網路訊號收發器2的識別碼，且於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元5會發送該偵測訊息而偵測該執行封包中所記錄的所述識別碼對應的無線網路訊號收發器2的訊號，而當所需偵測的每一無線網路訊號收發器2接收到該偵測訊息而傳送該訊號資訊至該標籤單元5，並由該標籤單元5取得所述無線網路訊號收發器2傳送的所述訊號資訊而儲存成該訊號強度組合。該步驟(E)中，該訊號強度組合具有所需偵測的每一無線網路訊號收發器2對應的識別碼與一訊號強度。簡單來說，就是接收到該執行封包的該標籤單元5會偵測該執行封包中所記錄的所述識別碼對應的無線網路訊號收發器2的訊號，而該標籤單元5會將所偵測到的每一無線網路訊號收發器2對應的識別碼與對應的訊號強度儲存成該訊號強度組合。舉例來說，該識別模組為(4d50/a432)代表該識別模組記錄的標籤代碼為4d50與該標籤單元5(4d50)所在的網格71的位置座標為(a432)且該標籤單元5(4d50) 接收到的該執行封包記錄有所需偵測的無線網路訊號收發器2的識別碼(33d4、2784、6208、4788)，而該標籤單元5會將所偵測到的每一無線網路訊號收發器2對應的識別碼與對應的訊號強度儲存成該訊號強度組合(33d4：-33, 2784：-26, 6208：-24, 4788：-30)。所以於該步驟(F)中，該閘道器4當次收到該訊號強度組合為(33d4：-33, 2784：-26, 6208：-24, 4788：-30)，並該閘道器4將該識別模組記錄與當次收到該訊號強度組合整合成的該位置訊號訊息為﹛4d50/ a432,﹛33d4：-33, 2784：-26, 6208：-24, 4788：-30﹜﹜，但不以此為限。

另外一提，於本實施例中，於該步驟(D)中，該管理伺服器3、該閘道器4與每一標籤單元5是以MQTT通訊協定的方式進行資料傳輸，但不以此為限。於本實施例中，每一標籤單元5為LoRa標籤單元5，但不以此為限，其中，於該步驟(D)中，該識別模組還記錄有該所需執行該執行封包的標籤單元5對應的無線傳輸技術。例如：該識別模組為(4d50/a432/LoRa)代表該識別模組記錄的標籤代碼為4d50與該標籤單元5(4d50)所在的網格71的位置座標為(a432)，以及該標籤單元5是使用LoRa無線傳輸技術，但不以此為限。

在此，要說明的是，於本實施例中，每一標籤單元5具有一提醒件(圖未示)，於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元5會控制該提醒件發出一提醒訊息。簡單來說，就是該接收到該執行封包的標籤單元5會發出該偵測訊息且同時該標籤單元5會控制該提醒件發出該提醒訊息，而提醒使用者該標籤單元5正在進行偵測所需偵測的每一無線網路訊號收發器2的訊號資訊。於本實施例中，每一提醒件為一蜂鳴器態樣，每一提醒訊息為一警示聲，也就是說，該標籤單元5進行偵測所需偵測的每一無線網路訊號收發器2的訊號資訊時，該蜂鳴器會發出該警示聲提醒使用者。但不以此為限，可設計出每一提醒件可為一指示燈態樣且每一提醒訊息為一亮燈訊息，或是每一提醒件具有為一震動感應器態樣且每一提醒訊息為一震動訊息，只要能達成提醒使用者該標籤單元5正在進行偵測作業即可。

綜上所述，本發明室內無線定位方法，藉由於該步驟(D)中，該閘道器4分析出當下接收到的該收集指令對應的該識別模組與該執行封包，並該由閘道器4將該執行封包傳送至對應的標籤單元5。以及於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元5會發送該偵測訊息且取得所述無線網路訊號收發器2傳送的所述訊號資訊，且配合於該步驟(F)中，該管理伺服器3將接收到的所述位置訊號訊息整理成該位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器6。並於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器6分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元5的網格71上的訊號強度組合，並將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格71的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存的設計，有效達成透過該人工智慧伺服器6就可模擬出該工作場域70所有網格71的訊號資訊，改善以往該標籤單元5需要偵測該工作場域70的大數量的網格71的問題，大幅節省時間與人力並兼具確保室內精準定位的目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1:無線定位系統 6:人工智慧伺服器 2:無線網路訊號收發器 70:工作場域 3:管理伺服器 71:網格 4:閘道器 A~G:步驟 5:標籤單元

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明本發明室內無線定位方法的實施例中，一無線定位系統配合應用於一工作場域；及圖2是一流程圖，說明本發明室內無線定位方法的實施例的步驟。

A~G:步驟

Claims

一種室內無線定位方法，適用於一無線定位系統配合應用於一工作場域，該工作場域包含多個網格，該無線定位系統包含多個無線網路訊號收發器、一管理伺服器、一閘道器、多個標籤單元，及一人工智慧伺服器，每一標籤單元具有一標籤代碼，該室內無線定位方法包含以下步驟： (A)將該工作場域的每一網格設置一位置座標； (B)將該無線定位系統的所述無線網路訊號收發器分別設置在其中幾個網格上； (C) 該無線定位系統的每一標籤單元被隨機地定位於其中一網格上，所述標籤單元分別位於不同的網格的位置，該管理伺服器可受控制地發出多個分別對應所述標籤單元的收集指令； (D) 該管理伺服器依序發出每一收集指令至該閘道器，該閘道器解譯每次所接收到的該收集指令且分析出當下接收到的該收集指令對應的一識別模組，及一執行封包，該識別模組記錄有所需執行該執行封包對應的標籤單元的標籤代碼與該標籤單元對應的網格的位置座標，並由該閘道器將該執行封包傳送至對應的標籤單元； (E)接收到該執行封包的該標籤單元會發送一偵測訊息，而當每一無線網路訊號收發器接收到該偵測訊息而傳送一訊號資訊至該標籤單元，並由該標籤單元取得所述無線網路訊號收發器傳送的所述訊號資訊而儲存成一訊號強度組合； (F)接收到該執行封包的該標籤單元將該訊號強度組合傳送至該閘道器，該閘道器將每次接收到的該訊號強度組合與該訊號強度組合對應的識別模組整合成一位置訊號訊息且傳至該管理伺服器，而該管理伺服器將接收到的所述位置訊號訊息整理成一位置訊號資訊表且傳至該人工智慧伺服器；及 (G) 該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息且模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。
如請求項1所述的室內無線定位方法，每一無線網路訊號收發器具有一識別碼，其中，於該步驟(D)中，該執行封包記錄有多個分別對應所需偵測的無線網路訊號收發器的識別碼，且於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會發送該偵測訊息而偵測該執行封包中所記錄的所述識別碼對應的無線網路訊號收發器的訊號，而當所需偵測的每一無線網路訊號收發器接收到該偵測訊息而傳送該訊號資訊至該標籤單元，並該標籤單元取得所述無線網路訊號收發器傳送的所述訊號資訊而儲存成該訊號強度組合。
如請求項2所述的室內無線定位方法，其中，該步驟(E)中，該訊號強度組合具有所需偵測的每一無線網路訊號收發器對應的識別碼與一訊號強度。
如請求項1所述的室內無線定位方法，其中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表且依該位置訊號資訊表中的每一位置訊號訊息的訊號強度組合與對應的網格的位置座標分析模擬出該未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合。
如請求項1所述的室內無線定位方法，其中，於該步驟(D)中，該管理伺服器、該閘道器與每一標籤單元是以MQTT通訊協定的方式進行資料傳輸。
如請求項2所述的室內無線定位方法，每一標籤單元為LoRa標籤，其中，於該步驟(D)中，該識別模組還記錄有該所需執行該執行封包的標籤單元對應的無線傳輸技術。
如請求項6所述的室內無線定位方法，每一標籤單元具有一提醒件，於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會控制該提醒件發出一提醒訊息。
如請求項7所述的室內無線定位方法，每一提醒件具有一蜂鳴器，每一提醒訊息為一警示聲，於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會控制該蜂鳴器發出該警示聲。
如請求項7所述的室內無線定位方法，每一提醒件具有一指示燈，每一提醒訊息為一亮燈訊息，於該步驟(E)中，接收到該執行封包的該標籤單元會控制該指示燈發出該亮燈訊息。
如請求項1所述的室內無線定位方法，於該步驟(G)中，該人工智慧伺服器分析該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息後，該人工智慧伺服器執行一學習模組且透過學習該位置訊號資訊表的所述位置訊號訊息而預測模擬出未被設置任一標籤單元的網格上的訊號強度組合，並該人工智慧伺服器將模擬出的每一組訊號強度組合依對應的網格的位置座標儲存成對應的位置訊號訊息且整合入該位置訊號資訊表儲存。