无线移动设备、定位器设备、定位系统和计算机程序的制作方法

本公开涉及无线移动设备和用于定位无线移动设备的组中的目标无线移动设备的定位器设备。本公开还涉及包括无线移动设备的组和定位器设备的定位系统，并且涉及计算机程序产品。

背景技术：

1、在工业、商业环境或日常生活中的许多场景下，通常希望定位周围环境中的资产。在这样的应用中，充当信标设备的无线移动设备与放置在周围环境中的资产相关联。诸如蓝牙设备、wi-fi设备、uwb(超宽带)设备、移动设备或具有无线通信能力的电子设备的无线移动设备能够通告无线信号。无线信号可以包含经由无线链路定期或按需发送的预定义消息，例如，信标信号。为了找到特定的目标资产，诸如便携式蓝牙设备、便携式wi-fi设备、便携式uwb设备、移动电话或具有无线通信能力的便携式电子设备的定位器设备在周围环境中移动以接收无线信号，并且通过基于无线信号定位与目标资产相关联的无线移动设备来找到目标资产。

2、实际上，周围环境和资产的放置可能是复杂的。由于某些障碍物或有限的信令覆盖，定位器设备可能不能正确地接收来自目标无线移动设备的无线信号，从而不能定位目标资产。在传统的应用中，没有解决这种情况。

技术实现思路

1、针对目标无线移动设备在来自目标无线移动设备的无线信号不能被定位器设备直接接收的意义上可能不在视线中的问题，要实现的目的是提供一种改进的定位概念，该定位概念能够在目标无线移动设备不在定位器设备的视线中时定位无线移动设备的组中的目标无线移动设备。

2、根据本公开，一组无线移动设备被放置在一个区域中，例如充当用于定位相关联的资产的信标设备。每个无线移动设备可以通告无线信号，并且其无线信号可以被组中的至少另一个无线移动设备接收。在接收到无线信号后，可以基于接收到的信号来估计相对于发送信号的无线移动设备的定位信息，诸如，接收信号强度、信号到达角度(aoa到达角度和/或aod离开角度)。定位器设备可以在该区域内来回移动，以在需要时定位目标无线移动设备。当在该区域内来回移动时，定位器设备可以直接从组中的视线无线移动设备接收无线信号。如果来自目标无线移动设备的无线信号被定位器设备直接接收，则定位器设备可以基于直接接收到的信号立即获取定位信息。

3、如果出现来自目标无线移动设备的无线信号不能被定位器设备直接接收的问题，则改进的定位概念是基于这样的思想：组中的可以从组中的邻居无线移动设备接收无线信号的无线移动设备生成包括相对于其邻居无线移动设备的定位信息的邻居信息列表nil，并在无线信号内通告nil。此外，如果无线移动设备a接收到具有邻居无线移动设备b的nil(表示为nil_b)的无线信号，则无线移动设备a可以在其自己的nil(表示为nil_a)中包括nil_b。

4、因为无线移动设备的无线信号可以被组中的至少另一个无线移动设备接收，所以组中的无线移动设备的相对位置可以出现在不同无线移动设备的至少一个nil中，并且最终由定位器设备获得。这样，如果定位器设备不能直接从目标无线移动设备接收无线信号以直接估计定位信息，则定位器设备可以在其它无线移动设备nil中搜索目标无线移动设备的定位信息。

5、利用nil，定位器设备可以获得视线外目标无线移动设备的定位信息，因此视线外目标无线移动设备可以位于无线移动设备的组中。

6、本公开提供了根据改进的定位概念的无线移动设备。无线移动设备被配置为与定位器设备和作为组的一个或更多个邻居无线移动设备进行无线通信。所述无线移动设备被配置为获得包括至少一个条目的nil，其中，所述至少一个条目中的每一者分别与所述一个或更多个邻居无线移动设备中的一者相关联，并且至少包括所述邻居无线移动设备的身份和相对于所述邻居无线移动设备的定位信息。所述无线移动设备还被配置为广播位置数据消息，其中，所述位置数据消息包括所述无线移动设备的身份、所获得的nil和消息认证码。

7、在一些实现方式中，nil中的至少一个条目还可以包括在由相关联的邻居无线移动设备广播的位置数据消息中接收的nil的至少一部分。例如，无线移动设备a的nil_a包括与邻居无线移动设备b相关联的条目i_b；邻居无线移动设备b广播包括其自己的nil_b的位置数据消息；因此，nil_a中的条目i_b可以包括nil_b的一部分。这样，无线移动设备也可以获得间接邻居无线移动设备的定位信息，从而定位器设备可以获得组中间接到达的无线移动设备的定位信息。

8、在一些实现方式中，为了由无线移动设备获得nil，该无线移动设备可以被配置为接收从一个或更多个邻居无线移动设备中的至少n个邻居无线移动设备广播的位置数据消息，其中，n是预定义的正整数；并且还被配置为基于接收到的位置数据消息来更新要在所述位置数据消息中广播的nil。然后，无线移动设备能够获得间接邻居无线移动设备的定位信息，并将间接邻居无线移动设备的定位信息包括在其自己的nil中。

9、在一些其他实现方式中，当更新nil时，无线移动设备可以被配置为从接收到的位置数据消息中检索相关联的邻居无线移动设备的nil，将相关联的邻居无线移动设备的nil包括在与邻居无线移动设备相关联的条目中，并且检测和移除条目中的相关联的邻居无线移动设备的nil的重复副本。这样，可以去除冗余的nil，并且可以实现位置数据消息的预定义的最大长度，这允许在本地资源上的一致节省。

10、在一些其他实现方式中，当从邻居无线移动设备接收到位置数据消息时，无线移动设备还可以被配置为验证接收到的位置数据消息。例如，它可以获得每个邻居无线移动设备的唯一认证密钥，并验证使用相应的唯一认证密钥生成的每个邻居无线移动设备的单独的消息认证码。通过验证，确保了位置数据消息的真实性和完整性。

11、在一些实现方式中，可以向无线移动设备提供用于生成单独的消息认证码的认证密钥，该认证密钥相对于一个或更多个邻居无线移动设备是唯一的。利用认证密钥，针对真实性和完整性，可以验证由无线移动设备生成的包括单独的消息认证码的位置数据消息。

12、在一些实现方式中，无线移动设备还可以被配置为识别一个或更多个邻居无线移动设备，估计相对于一个或更多个邻居无线移动设备的位置信息，并且生成nil的初始版本。

13、在一些实现方式中，定位信息可以包括基于接收信号强度和/或信道探测的距离估计。另外地或作为替代，定位信息可以包括基于信号到达角度(aoa和/或aod)的相对角度估计。因此，定位信息可以由定位器设备(或由定位器设备馈送定位信息的另一设备或实体)用来定位无线移动设备。在定位信息包括如aod的信号到达角度的情况下，必须预先知道组中的每个无线移动设备的发射天线之间的距离。在由定位器设备馈送有定位信息的另一个实体的情况下，该定位信息包括定位无线移动设备的信号到达角度，还应当提供定位器设备的取向(例如，相对于真北的方向)和倾角。相应算法所需的精确细节和信息对于本领域技术人员来说是显而易见的。

14、本公开还提供一种根据改进的定位概念的定位器设备。定位器设备被配置为与至少两个无线移动设备的组中的至少一个无线移动设备进行无线通信，并且定位该组中的目标无线移动设备。定位器设备被配置为确定目标无线移动设备不与定位器设备进行无线通信，使得定位器设备不能直接获得目标无线移动设备的定位信息。定位器设备然后被配置为搜索目标无线移动设备，直到找到目标无线移动设备的定位信息。为了进行搜索，定位器设备被配置为从组中的至少一个无线移动设备接收位置数据消息，其中，位置数据消息中的每一者包括无线移动设备的身份、无线移动设备的nil和消息认证码。所述nil包括至少一个条目，其中，所述至少一个条目中的每一者至少包括所述组中的邻居无线移动设备的身份以及所述无线移动设备与所述邻居无线移动设备之间的定位信息。利用接收到的位置数据消息，定位器设备被配置为在包含目标无线移动设备的身份的ni中搜索条目。定位器设备直到找到目标无线移动设备的定位信息为止可以停止搜索。

15、在一些实现方式中，nil中的至少一个条目还可以包括邻居无线移动设备的nil的至少一部分。

16、在一些实现方式中，当从无线移动设备接收到位置数据消息时，定位器设备还可以被配置为验证接收到的位置数据消息。例如，它可以获得组中每的个无线移动设备的唯一认证密钥，并验证使用该唯一认证密钥生成的每个无线移动设备的单独的消息认证码。

17、在一些实现方式中，定位信息可以包括基于接收信号强度和/或信道探测的距离估计。另外地或作为替代，定位信息可以包括基于信号到达角度(aoa和/或aod)的相对角度估计。

18、在一些实现方式中，定位器设备还可以被配置为将所有接收到的nil提供给定位提供方。定位提供方可以集成不同无线移动设备相对于定位器设备或相对于各个邻居无线移动设备的定位信息，并最终估计目标无线移动设备的位置。

19、根据改进的定位概念，定位系统可以包括至少两个根据上述实现方式中的一者配置的无线移动设备的组和根据上述实现方式中的一者配置的定位器设备。

20、此外，根据改进的定位概念，计算机程序可以包括指令，当所述指令在至少计算设备的一个或更多个处理器上执行时，使所述一个或更多个处理器执行根据上述实现方式中的一者的无线移动设备或根据上述实现方式中的一者的定位器设备的操作。