[0001] 本发明涉及物联网领域，尤其涉及物品的定位。

[0002] 随着物联网技术的发展，到达角(angle of arrival,AOA)技术被应用于对物品进行定位。例如，在家庭中需要对各种各样的零散物品进行收纳，很多物品并不会被经常使用，在需要使用某个物品时，用户很可能已经忘记了该物品的收纳位置，从而难以找到。尤其，当物品被收纳在堆积了很多种类零散物品的受限空间(例如冰箱、衣柜、橱柜等)中时，用户可能需要漫无目的地翻找或者将所有物品取出重新进行收纳。采用到达角技术，能够在物品上提供发射器，例如蓝牙信标设备，以发射信号；并且通过接收器，例如包括多个接收天线，接收该发射信号，然后基于所接收的信号计算到达角，进而基于到达角对物品进行定位，从而帮助用户找到期望的物品。

[0003] 当前，能够通过提供在不同位置的多个接收器，针对每个接收器确定各自的到达角来对物品进行更精确地定位。但是，仍然期望提供改进的物品定位。

[0016] 当前，为了对物品进行更精确的定位，往往在不同位置处提供多个接收器，例如每个接收器包括多个接收天线，从不同位置接收从设置在物品上的发射器发出的发射信号，然后基于每个接收天线的接收信号确定相应的到达角数据，进而能够基于这些到达角数据来确定物品的位置。测量到达角数据并且根据到达角数据确定物品的位置的算法是已知的。

[0017] 虽然在不同位置处提供多个接收器可能实现对物品的更精确定位，但是，这增加了接收器的数量，成本随之增加。另外，在存在很多物品的情况下，有可能存在除了待定位物品之外的其他物品阻挡某个或某些接收器的情况，在这种情况下，非视距传播存在信号的反射，测量将会不准确。如果为了物品定位的精确性而进一步增加接收器会进一步增加成本。

[0018] 本申请的发明人考虑到上述情况设计了一种物品定位的方法。该物品定位的方法能够在包括受限空间的用品中对物品进行定位，该用品包括固定部分和能够相对于固定部分移动的可移动部分，待定位的物品能够被放置在固定部分和可移动部分中的任一个中。该受限空间可以位于固定部分，或者可移动部分中，物品通常被放置在该受限空间中进行收纳。需要说明的是，该受限空间既可以是完全封闭的空间也可以是非完全封闭的空间。用品可以是能够盛放/收纳待定位的物品的任何类型的用品，包括日常生活中的冰箱、衣柜、橱柜、抽屉等，当然也不排除包括在货运和储存过程中盛放货物的箱体(车厢、货柜等)，甚至可以包括微型仓库(如果发射信号足够强)。以冰箱为例，其固定部分包括冰箱的箱体，而可移动部分包括冰箱的各个门，待定位的物品放置在箱体内。而以抽屉为例，其固定部分包括抽屉的框架，而可移动部分包括抽屉的可抽拉盒体，待定位的物品放置在可抽拉盒体内。
以下将主要参考冰箱和抽屉作为实例来进行描述，但这不是限制性的，本发明的各个实施例也可以应用于具有类似结构的其他用品中。例如所述用品可以是智能容器。

[0019] 通过将接收器和物品分别设置在用品的固定部分和可移动部分中的不同部分中，即将接收器设置在用品中的与物品被放置的那个部分不同的部分中，使得在用品的可移动部分相对于固定部分移动期间随着可移动部分的移动接收器和物品能够相对于彼此移动，在接收器相对于物品移动期间响应于设置在物品上的发射器发射信号来接收相应的接收信号，这就相当于在沿着可移动部分和固定部分的相对运动路径上的多个不同位置处设置了一系列的接收器，由此，能够获得多个不同位置处的接收信号。

[0020] 在这样的接收信号的基础上结合对可移动部分和固定部分的相对运动数据的检测，基于该多个不同位置处的接收信号和相应的运动数据，显然可能实现对物品的更精确的定位。例如，在利用包括一维阵列接收天线的接收器来对物品进行定位时，接收器所包含的天线阵列至少包括沿与可移动部分相对于固定部分移动的方向相交的方向而非平行的方向布置的两个接收天线，这相当于增加了沿着可移动部分和固定部分的相对运动方向的一个检测维度，由此能够检测物品的二维位置。再例如，在利用包括二维阵列接收天线的接收器来对物品进行定位时，由于二维阵列本身就能够在两个维度上进行检测，通过增加上述检测维度能够检测物品的三维位置。

[0021] 图1示出了根据本发明一个实施例的用于在包括受限空间的用品中定位物品的方法100的流程图。根据该方法100，在步骤110处，获取表示用品的可移动部分相对于固定部分(也可以描述为接收器相对于物品)的移动的运动数据。

[0022] 任何类型的能够表示可移动部分相对于固定部分的移动的运动数据都是可以考虑的，比如距离和/或角度。运动数据能够由运动传感器来获得，或者在对经由运动传感器感测的数据进行处理后得到。运动传感器可以包括加速度传感器、陀螺仪、惯性传感器等。在一个实施例中，甚至可以由例如蓝牙低功耗发射器的用于运动检测的发射器和对应的接收器来获得运动数据。在这种情况下，在一个实施例中，可以由接收器中的特定接收天线接收来自该用于运动检测的发射器的信号，然后基于接收的信号来确定接收器和该用于运动检测的发射器之间的相对运动，尤其是角度，进而确定可移动部分相对于固定部分的相对运动。本说明书中，可移动部分相对于固定部分的相对运动与接收器和物品之间的相对运动指的是同一个运动，运动数据指的是表示该相对运动的数据。

[0023] 运动传感器可以被定位在用品的任何部分中，只要当可移动部分发生移动时，其可以检测到可移动部分和固定部分的相对运动即可。在一个实施例中，运动传感器被设置在可移动部分中，例如抽屉的可抽拉部分中或者冰箱的门上，再例如随着可移动部分移动的待定位物品上，例如可以采用加速度传感器；在另一个实施例中，在固定部分中设置例如蓝牙低功耗发射器以检测运动数据，例如被定位在冰箱的箱体上。

[0024] 在步骤120处，获取来自接收器的接收信号。如上所述，接收器被设置在用品中与物品被放置的部分不同的部分中，例如接收器被放置在固定部分中而物品被放置在可移动部分中，或者反之亦然，以使得在用品的可移动部分相对于固定部分移动期间接收器能够相对于物品移动。例如，对于冰箱而言，物品被放置在箱体中而接收器可以被设置在冰箱的门上；对于抽屉而言，物品被放置在作为可移动部分的可抽拉盒体中而接收器设置在作为固定部分的框架上；甚至，对于冰箱而言，也可以将物品放置在冰箱门上的置物架中，而接收器设置在箱体内的某个位置处。在用户想要在用品中寻找(定位)某个物品时，他使得可移动部分移动，例如打开冰箱门或者拉开抽屉的可抽拉盒体，这时，随着可移动部分相对于固定部分的移动，接收器和物品相对于彼此移动。在此期间，接收器能够在相对于待定位物品移动期间响应于设置在该物品上的发射器发射信号而接收相应的接收信号，尤其能够随着接收器相对于物品的移动在多个位置(接收器和物品的相对位置)处接收信号。

[0025] 虽然主要描述了接收器能够在上述相对运动发生时候接收信号，这不是限制性的，也可以设想接收器能够一直接收信号。该接收信号是响应于定位在待定位物品上的发射器发射的信号而接收到的。在一个实施例中，该发射器包括蓝牙低功耗信标设备，而接收器包括对应的接收天线阵列。

[0026] 接收器所包含的天线阵列至少包括沿与可移动部分相对于固定部分移动的方向相交的方向而非平行的方向布置的两个接收天线。这样，随着可移动部分相对于固定部分移动并且接收器相对于待定位物品移动，能够增加检测的维度。在特定的情况下，接收器所包含的天线阵列至少包括沿与可移动部分相对于固定部分移动的方向垂直的方向布置的两个接收天线。这可能会降低计算复杂度。在一个实施例中，该接收天线阵列是一维阵列，在另一个实施例中，该接收天线是二维阵列。具体地，通过使得一维阵列中的多个接收天线被布置为至少与可移动部分和固定部分的相对运动方向相交而非平行，可以获得待定位物品的二维位置。通过使得二维阵列中的多个接收天线被布置在与可移动部分相对于固定部分移动的方向相交的平面内，可以获得待定位物品的三维位置，从而提高定位的精准性。

[0027] 在步骤130处，基于上述获取的运动数据和接收信号在受限空间中定位物品。具体地，在获取了上述运动数据和接收信号之后，可以将它们相互匹配，即将指示可移动部分相对于固定部分的不同相对运动位置处的运动数据和在该位置处的对应的接收信号匹配起来，然后基于彼此匹配的运动数据和接收信号来定位物品。具体地，可以将相同时间戳的运动数据和接收信号进行匹配，其中根据接收信号利用AOA技术可以确定物品相对于天线的方位角，从而将相同时间戳的运动数据和角度数据(物品相对于天线的方位角)进行匹配，根据相同时间戳的运动数据和角度数据可以确定物品在该时间戳的位置。

[0028] 以二维阵列接收器为例，在一个实施例中，不仅可以计算沿着该二维阵列的两个维度所对应的方向上的到达角数据并由此确定在这两个维度中物品的定位，还可以计算沿着可移动部分相对于固定部分移动的方向的到达角数据，基于沿着上述三个方向的到达角数据可以确定待定位物品的三维位置。

[0029] 具体地，接收信号包括接收器在可移动部分相对于固定部分的第一位置处获取的第一接收信号和在可移动部分相对于固定部分的第二位置处获取的第二接收信号，运动数据包括在所述第一位置处的第一运动数据和在所述第二位置处的第二运动数据。根据第一运动数据和第二运动数据确定在第一位置和第二位置之间的相对运动数据。也可以预期，该运动数据本身包括的是在第一位置和第二位置之间的相对运动数据，例如，能够由传感器直接检测该相对运动数据的情况。相对运动数据可以包括相对移动距离或相对移动角度。基于第一接收信号、第二接收信号以及上述相对运动数据来确定物品的位置，即沿着可移动部分相对于固定部分的移动方向的位置。所确定的物品的该方向的位置可以与沿着二维阵列自身的两个维度确定的物品的位置结合来确定物品的三维位置。

[0030] 在一个具体的例子中，能够基于第一接收信号和第二接收信号分别确定物品在第一位置处相对于接收器的第一方位角和物品在第二位置处相对于接收器的第二方位角，然后基于该第一方位角和第二方位角以及相对运动数据来确定物品的位置。

[0031] 虽然参考二维阵列接收器进行了上述描述，也可以预期同样的方法也可以应用于一维阵列来确定物品沿着可移动部分相对于固定部分的移动方向的位置。

[0032] 可以理解，在可移动部分相对于固定部分移动期间可以获得多达甚至上千个位置的运动数据和相应的接收数据，由此可以获得对物品更精准的定位。具体地，由于能够获得相对于物品的上千个位置的数据，不再需要设置多个接收器，仅仅一个接收器就可以获得对物品的精准定位，并且这也最大程度地避免了待定位物品之外的其他物品阻挡某个或某些接收器所带来的定位不准问题。

[0033] 虽然参考上述步骤110‑130来描述本发明的方法，这不是限制性的，可以对上述各个步骤进行变型，以获得进一步的效果。在一个实施例中，可以首先基于运动数据判断是否发生了可移动部分相对于固定部分的移动，例如冰箱门是否打开，抽屉的可抽拉部分是否拉开，如果判断发生了可移动部分相对于固定部分的移动，则接收来自接收器的接收信号，并将其与对应的运动数据一起用于定位物品，可以基于时间戳来识别对应的接收信号和运动数据并将它们配对，然后基于配对的接收信号和运动数据来定位物品。

[0034] 在一个实施例中，可以在检测到可移动部分相对于固定部分移动期间记录和存储对应的运动数据和接收信号。在检测到可移动部分相对于固定部分不再移动之后基于上述运动数据和接收信号来定位物品。

[0035] 在一个实施例中，可以在定位了物品之后，将对应的定位信息发送给用户，例如能够通过设置在用品上的显示器显示给用户，或者发送到特定的用户移动设备来显示或文本通知用户。

[0036] 在一个实施例中，可以在可移动部分和固定部分的相对移动停止之后再执行上述步骤130，将运动数据和对应的接收信号匹配进而确定物品的位置。但这显然不是限制性的。在实际使用过程中，用户可能希望在拉开抽屉的同时就能够得到物品在抽屉内的哪个位置的提示，因此，也可以在可移动部分和固定部分相对移动过程中在接收到适当的运动数据和接收信号之后就执行上述匹配和确定物品的位置。上述匹配可以是实时执行的。

[0037] 图2示出了根据本发明一个实施例的用于在包括受限空间的用品中定位物品的设备10的方块图。如图2所示，该设备10至少包括获取单元11和定位单元12。

[0038] 获取单元11用于获取表示可移动部分相对于固定部分的移动的运动数据和来自接收器的接收信号。获取单元能够从例如运动传感器直接获得表示可移动部分相对于固定部分的移动的运动数据，或者可以获得的运动数据进行处理，以得到对应的角度和/或距离。

[0039] 定位单元12接收来自获取单元11的运动数据和接收信号，然后基于接收的运动数据和接收信号对物品进行定位，即确定物品在受限空间中的位置。

[0040] 在一个实施例中，接收信号包括在所述可移动部分相对于所述固定部分的第一位置处获取的第一接收信号和在所述可移动部分相对于所述固定部分的第二位置处获取的第二接收信号，所述运动数据包括在所述第一位置和所述第二位置之间的相对运动数据，该相对运动数据例如可以是通过基于在第一位置处的第一运动数据和在第二位置处的第二运动数据计算得到的，也不排除存在直接用于测量相对运动数据的传感器。定位单元12基于该第一接收信号、第二接收信号和相对运动数据来确定物品的位置，尤其是沿着可移动部分相对于固定部分相对移动的方向的位置。

[0041] 虽然参考上述获取单元11和定位单元12描述了本发明的设备10，这不是限制性的，也可以设想该设备10包括其他单元。

[0042] 在一个实施例中，该设备10包括运动传感器，其能够被设置在可移动部分、固定部分或物品上并且用于检测可移动部分相对于固定部分的移动。

[0043] 在一个实施例中，该设备10包括蓝牙低功耗发射器，其被设置在固定部分中并且用于检测可移动部分相对于固定部分的移动。也可以设想该蓝牙低功耗发射器设置在用品中与物品所设置的相同的部分中，便于对应的接收器接收来自该蓝牙低功耗发射器的信号，从而确定用品的可移动部分相对于固定部分的移动。

[0044] 在一个实施例中，该设备10还包括接收器，该接收器能够被设置在用品中与物品被放置的部分不同的部分中以使得在可移动部分相对于固定部分移动期间该接收器能够相对于物品移动，并且，该接收器能够在相对于物品移动期间响应于设置在物品上的发射器发射信号而接收相应的接收信号。这些接收信号可以作为计算相应的到达角数据的基础，进而用于在用品的受限空间中定位物品。在一个实施例中，接收器至少包括沿与可移动部分相对于固定部分移动的方向相交的方向布置的两个接收天线，其可以包括以一维阵列布置的多个接收天线，也可以包括以二维阵列布置的多个接收天线。

[0045] 图3和图4示出了根据本发明的不同实施例的具有受限空间的用品及其不同状态。如图3中(a)所示，具有受限空间的用品是抽屉，该抽屉包括固定部分S，即框架，和可移动部分M，即可抽拉盒体。该可抽拉盒体能够相对于框架沿着箭头的方向移动。待定位物品O被定位在可抽拉盒体内。与物品一起能够设置发射器(未示出)。

[0046] 接收器13被设置在固定部分中，即如图3所示的框架上。该接收器包括多个接收天线14，尤其是二维阵列接收天线。运动传感器15作为运动检测装置被设置在可移动部分M上。随着用户移动可抽拉盒体，运动传感器15能够测量可移动部分M相对于固定部分S的移动，例如相对移动距离。如图3中(b)所示，可抽拉盒体被拉开。与图3中(a)相比，通过运动传感器测量的相对移动距离为d。利用到达角技术根据接收器在不同位置处接收的接收信号能够计算在各个位置处物品O相对于接收器的角度，例如θ1和θ2，由此可以确定随着可移动部分的移动，在两个位置之间物品和接收器之间的相对运动角度。就图3中(a)和(b)所表示的两个位置而言，其相对运动角度为θ1和θ2之和。

[0047] 虽然参考图3中(a)和(b)所示的抽屉的可抽拉盒体的起始位置和最终位置来描述该用品被使用的两个不同位置，这不是限制性的，也可以设想可抽拉盒体在任意两个位置之间运动。如图3中(c)所示，可抽拉盒体从由黑色表示的第一位置运动到由灰色表示的第二位置。

[0048] 在如图3中(c)所示的场景下，运动传感器15能够检测在第一位置和第二位置之间的相对移动距离Δd。根据接收器在第一位置和第二位置处分别接收的第一接收信号和第二接收信号，利用到达角技术能够确定在这两个位置之间的物品相对于接收器的相对运动角度Δθ；然后，能够基于上述相对移动距离和相对运动角度对物品O进行定位。

[0049] 虽然在图3中示出了运动传感器15设置在可移动部分上，也可以设想其被设置在与可移动部分一起移动的物品O上。

[0050] 如图4中(a)所示，具有受限空间的用品是冰箱，该冰箱包括固定部分S，即箱体，和可移动部分M，即门。该门能够相对于箱体移动(可以包括转动)。待定位物品O被定位在箱体内。与物品一起能够设置发射器(未示出)。

[0051] 其中，接收器13被定位在门上，而运动传感器15被定位在作为可移动部分M的门上。在如图所示的初始位置处，利用到达角技术，能够根据接收天线接收的接收数据确定物品O相对于接收器的角度为θ3。

[0052] 如图可见，作为可移动部分M的门从图4中(a)所示的关闭状态到如图4中的(b)所示的打开状态，由运动传感器检测的可移动部分的相对移动距离为d(以门作旋转运动的外径端为例进行说明)，而此时物品O相对于接收器的角度为θ4，基于θ3和θ4可以确定相对运动角度。基于相对移动距离和相对运动角度能够计算物品的精确位置。

[0053] 虽然参考图4中(a)和(b)所示的作为可移动部分M的门的起始位置和最终位置来描述了该用品被使用的两个不同位置，这不是限制性的，也可以设想冰箱的门在任意两个位置之间运动。如图4中(c)所示，门从由灰色表示的第一位置运动到由黑色表示的第二位置。基于这两个位置处的相对移动距离Δd和相对运动角度Δθ同样能够对物品进行定位。具体定位方式可以如参考图3所描述的。在本发明中并不对运动传感器15所检测的数据类型进行限定，只要其检测的数据足以使得利用到达角技术来对物品O进行定位即可，这包括相对移动距离或相对移动角度。

[0054] 虽然以上描述了运动传感器检测相对移动距离的情况，这不是限制性的，在特定情况下，运动传感器15也可以检测可移动部分和固定部分之间的相对移动角度，而无需检测这两者之间的相对移动距离。甚至能够在无需计算可移动部分相对于固定部分的相对移动距离的情况下对物品O进行定位。例如图4中(d)示出了在检测相对移动角度的情况下如何定位物品O。

[0055] 如图4中(d)所示，在作为可移动部分M的冰箱门打开的情况下，运动传感器15检测可移动部分相对于固定部分的相对移动角度α(这可以是任何大小的角度)。利用到达角技术基于在各个位置处接收器接收的信号计算在各个位置处物品相对于接收器的方位角，例如在如图4中(d)所示的位置处的方位角θ4以及在图4中(a)所示的初始位置处的方位角θ3。在已知物品相对于接收器的方位角θ4的情况下，角度A的大小可以被确定为90゜‑θ4。由于角度A和相对移动角度α已知，并且冰箱门的宽度也是已知的，d1的大小可以被确定。在已知冰箱宽度的情况下，d2的大小也可以被确定，即等于冰箱宽度减去d1。由于d2能够被确定，角度B能够被计算为等于180゜‑A‑α,角度θ3可以根据接收器的接收信号确定，物品O的位置可以被确定。

[0056] 上述图3‑4仅仅是为了说明目的的实例，也可以设想其他的布置方式。例如，在图4的实施方式中，可以将蓝牙低功耗发射器设置在作为固定部分S的冰箱箱体上，从而代替设置在作为可移动部分M的冰箱门上的运动传感器15。

[0057] 此外，在一个实施例中，该设备10还可以包括判断单元(未示出)，该判断单元基于运动数据判断是否发生了可移动部分相对于固定部分的移动，如果判断发生了所述可移动部分相对于所述固定部分的移动，获取单元11才会获取来自接收器的接收信号。也不排除设备10还可能包括例如显示单元，该显示单元可以用于显示定位结果。

[0058] 以上参考图1‑4描述了本发明的方法和设备的各个实施例，这些实施例能够彼此组合以获得不同的效果，而不受主题类型的限制。再者，以上所提到的各个单元/步骤/处理不是限制性的，上述各个单元/步骤/处理的功能能够被合并/组合/变更/修改，以获取对应的效果。

[0059] 本发明的方法和设备的各个单元的功能能够由软件或者相应的硬件来实现，或者借助于处理器来实现上述各个单元的功能，例如处理器能够读取在存储器中的计算机程序，运行这些计算机程序来实现上述各个单元的功能。在一个实施例中，本发明的上述设备也可以由存储器和处理器来实现。

[0060] 可以理解，本公开的各个实施例的方法能够由计算机程序/软件实现。这些软件能够被载入到处理器的工作存储器中，当运行时用于执行根据本公开的各实施例的方法。

[0061] 可以理解，根据本发明的方法和设备可以由用品本身中所带有的具有处理能力的设备执行，也可以在远程位置处执行。本公开的示范性实施例覆盖以下两者：从一开始就创建/使用本公开的计算机程序/软件，以及借助于更新将已有程序/软件转为使用本公开的计算机程序/软件。

[0062] 根据本公开另外的实施例，提供一种计算机程序产品，诸如机器(如计算机)可读介质，如CD‑ROM，其中包括计算机程序代码，该计算机程序代码当被执行时令计算机或处理器执行根据本公开的各实施例的方法。该机器可读介质例如是与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质。

[0063] 根据本公开另外的实施例，提供具有受限空间的用品，该用品包括根据本公开各个实施例的设备用于在该用品中定位物品。例如，该用品可以是冰箱。

[0064] 上述对本公开特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施例中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

[0065] 以上参照特定的实施例描述本公开，本领域技术人员应当理解，在不背离本公开的精神和基本特征的情况下，能够以各种方式来实现本公开的技术方案。具体的实施例仅仅是示意性的，而非限制性的。另外，这些实施例之间能够任意组合，来实现本公开的目的。本公开的保护范围由所附的权利要求书来定义。

[0066] 说明书和权利要求中的“包括”一词不排除其它元件或步骤的存在，“第一”、“第二”、“第三”以及涉及各个“步骤”的表述和图中示出的各个步骤的次序不限定其顺序，也不限定数量。在说明书中说明或者在权利要求中记载的各个元件的功能也可以被分拆或组合，由对应的多个元件或单一元件来实现。