一种室内外无缝定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种室内外无缝定位方法，利用基于GPS定位和基于MEMS定位这两种定位方案的切换，流程具体包括：步骤(1)、智能终端定时刷新、检测GPS信号的强度，判断GPS信号强度：当GPS信号强度大于等于阈值时，启动基于GPS的定位方案；当GPS信号强度小于阈值时，启动基于MEMS的定位方案；步骤(2)、在两种定位方案切换时，利用智能终端的蜂窝网络校准初始点的位置；基于MEMS定位方案中可以利用智能手机定位终端接收已有的WI-FI信号，校准人员行进的位置；步骤(3)、在智能终端连接WI-FI时，上传地磁数据和WI-FI数据到服务器，更新地磁指纹库和Wi-Fi指纹库。本发明专利技术可以在室内外使用，有效地避免了其他条件对定位的限制，并且复杂度低，定位精度可以满足实际需求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术室内定位
，特别是设及一种室内外无缝定位系统。
技术介绍
随着社会的发展和科学技术的进步，位置信息对人们的生活和工作日益重要。 对于室外空旷的区域，全球定位系统(Global化sitioningSystem,GPS)被广泛 使用，可W很好地满足人们对于位置信息的需求。而对于建筑物、隧道等建筑物内部，卫星 信号被严重衰减，基于GI^的定位方案无法满足定位的需求。 针对室内环境的定位问题，研究者们提出基于红外线、超声波、蓝牙信号、Wi-Fi信 号等多种室内定位技术，并提出了一些定位方案。但仍然有很多问题需要解决，比如：系统 复杂度高、精度差、不便于实现等。近年来，随着惯性技术和电子加工技术的发展，惯性测量 单元（InedialMeasuremen优nit，IMU)的性价比不断提高，基于MEMS传感器的定位方案被 广泛关注，并且认为是很有发展前景的解决方案。国内外专家学者对此做了大量的研究工 作。美国军事的MEMS定位系统在正常步行2小时后(大约8公里），误差漂移仅为10米左右;美 国卡内基梅隆大学的机器人工程中屯、研究了一套基于IMU的鞋式室内定位系统，该系统在 行走一小时后定位误差可W控制在一米W内；国内中国科技大学提出融合GI^和IMU的定位 方案;北京邮电大学提出基于IMU和Wi-Fi的定位方案等等。
技术实现思路
针对上述的现有技术及存在的问题，本专利技术提出了一种室内外无缝定位方法，本 专利技术融合基于GI^定位和基于MEMS定位运两种定位方案，实现室内外环境定位的无缝切换。 本专利技术提出了一种室内外无缝定位方法，利用基于GPS定位和基于MEMS定位运两 种定位方案的切换，该方法的流程具体包括W下步骤： 步骤1、智能终端定时刷新、检测GI^信号的强度，判断GI^信号强度：[000引当GI^信号强度大于等于阔值时，启动基于GI^的定位方案；当GI^信号强度小于阔 值时，启动基于MEMS的定位方案； 步骤2、在两种定位方案切换时，利用智能终端的蜂窝网络校准初始点的位置;基 于MEMS定位方案中可W利用智能手机定位终端接收已有的WI-FI信号，校准人员行进的位 置； 步骤3、在智能终端连接Wi-Fi时，上传地磁数据和WI-FI数据到服务器，更新地磁 指纹库和Wi-fi指纹库。[001。 所述步骤1中检测GI^信号的强度，具体包括W下步骤：[001。 智能终端的GPS模块接收GPS信号，获得GPS信号强度Sgps，判断条件表示如下： Sgps^GPS-TH或Sgps<Sgps_th 其中：Sgps_th是GI^信号强度阔值。 所述启动基于GF*S的定位方案还具体包括W下处理： 智能终端调用Google地图API,加载Google地图，启动基于GI^的定位方案;采用基 于GI^定位方案时，置于行人脚尖的MEMS传感器采集人员行走的运动数据和地磁数据，对加 速度计和巧螺仪进行误差校准，进行步态检测、步长计算和方向估计，推算出人员的位置。 所述启用基于MEMS的定位方案，利用智能手机定位终端接收WI-FI信号，进行地图 匹配，提高定位精度。 与现有技术相比，本专利技术能够运用智能手机、蓝牙数据传输技术、传感器技术、数 字信号处理技术等构建室内外无缝定位的系统;可W在室内外、各种场景下使用，有效地避 免了其他条件对定位的限制，并且系统复杂度低，定位精度可W满足实际需求。【附图说明】 图1为本专利技术的室内外无缝定位系统的整体框图； 图2为基于MEMS定位方案的流程图。【具体实施方式】 W下结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。 本专利技术的整体思路是采用基于GPS定位方案和基于MEMS定位方案，实现室内外无 缝定位，满足各种情况下的定位需求。本专利技术包括两种定位方法，即：基于GI^定位方法和基 于MEMS定位方法;并且将运两种定位方法的选择、调用融合在智能手机定位终端的APP中。 步骤1、智能手机定位终端定时刷新、检测GI^信号的强度，根据GI^信号强度，系统 启动不同的定位方法(基于GPS定位方法和基于MEMS定位方法），智能手机定位终端APP显示 不同的交互界面； 步骤2、当GPS信号强度Sgps大于等于阔值时，即可认为GPS信号强，满足定位要求， 系统采用基于GI^定位方案，判断方法如下：[002引Sgps>Sgps_th其中Sgps_th是GI^信号强度阔值，根据经验设定。 基于MEMS的定位方案采集人员行进的数据和磁力数据，校准传感器误差； 步骤1、智能终端定时刷新、检测GPS信号的强度，当GI^信号强度大于等于阔值时， 即可认为GPS信号强，满足定位要求，系统就启动基于GI^的定位方案，基于MEMS的定位方案 采集人员行进的数据和磁力数据，校准传感器误差；此时，智能手机定位终端调用Google地图API，加载Google地图，启动基于GPS的定 位方案。而置于行人脚尖的MEMS传感器采集人员行走的运动数据和磁力数据，对加速度计 和巧螺仪进行误差校准，磁力数据用于构建磁力指纹库。 步骤3、当GPS信号强度小于阔值时，即可认为GI^信号弱，基于GI^的定位方案无法 满足定位要求，系统就启动基于MEMS的定位方案，判断方法与步骤2类似。此时，利用安装在 人员脚尖的MEMS传感器采集人员的运动数据和地磁数据，进行步态检测、步长计算和方向 估计，推算出人员的位置。基于MEMS的定位方案如下： 步骤3.1、基于MEMS定位方案中采用的是PNI公司生产的SPACEP0INTSC0UT模块，该 模块包含的传感器有加速度计、巧螺仪和磁力计Ξ种传感器，输出的数据包括Ξ轴加速度、 四元数W及磁力数据。当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内外无缝定位方法，其特征在于，利用基于GPS定位和基于MEMS定位这两种定位方案的切换，该方法的流程具体包括以下步骤：步骤(1)、智能终端定时刷新、检测GPS信号的强度，判断GPS信号强度：当GPS信号强度大于等于阈值时，启动基于GPS的定位方案；当GPS信号强度小于阈值时，启动基于MEMS的定位方案；步骤(2)、在两种定位方案切换时，基于GPS定位方案利用智能终端的蜂窝网络校准人员初始点的位置；基于MEMS定位方案利用智能手机定位终端接收已有的WI‑FI信号，校准人员行进的位置；步骤(3)、在智能终端连接WI‑FI时，上传地磁数据和WI‑FI数据到服务器，更新地磁指纹库和Wi‑fi指纹库。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昱，李圣龙，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12