一种基于Android设备的室内外无缝定位系统及其定位方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于Android设备的室内外无缝定位系统，包括：室外定位部、室内定位部、后台检测部和功能配置部；室外定位部包括：室外电子地图和GPS模块；GPS模块用于获取当前位置的经纬度坐标，经过校正并转换成加密经纬度数据显示在室外电子地图上；后台检测部包括：楼层检测模块和环境检测模块；楼层检测模块实时获取当前位置的海拔高度；环境检测模块用于实时检测当前位置的环境；室内定位部用于室内空间定位，并在室内电子地图上显示定位结果；功能配置部用于建立和查看WIFI指纹库。本发明专利技术集成GPS定位和WIFI指纹定位并结合室内外环境的检测和楼层检测，实现真正的无缝定位。本发明专利技术普适性好，成本低廉，定位精度高。

Indoor and outdoor seamless positioning system and positioning method based on Android equipment

The invention discloses a Android device based on the indoor and outdoor seamless positioning system, including: outdoor positioning, indoor positioning, the background detection part and function configuration; outdoor positioning includes outdoor electronic map and GPS module; GPS module is used to get the current latitude and longitude coordinate position, corrected and converted into encryption theodolite data displayed in the outdoor electronic map; the background detection part includes floor detection module and environment detection module; floor detection module real-time access to the current location of the altitude; the environment detection module for real-time detection of the current position of the environment; indoor positioning for indoor space positioning, positioning and display results in indoor electronic map; function configuration the Department for the establishment of WIFI fingerprint database and view. The invention integrates the GPS positioning and the WIFI fingerprint positioning, and combines the detection of the indoor and outdoor environment and the floor detection, so as to realize the true seamless positioning. The invention has the advantages of good universality, low cost and high positioning precision.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位技术和位置服务
，特别是一种集成GPS、WIFI定位技术和多传感器融合的基于Android设备的室内外无缝定位系统和方法。
技术介绍
随着信息技术的迅速发展，位置服务的需求越来越大，人们希望随时随地能够获取位置信息的诉求越来越强烈。目前，GPS、GLONASS和北斗定位导航等全球卫星导航定位系统正日益成熟，已经成功地应用于军事、工业、商业等各大领域。但是由于卫星定位技术本身的限制，上述全球卫星导航定位系统无法直接移植于室内场景，受到墙体、建筑物等遮挡，GPS等信号急剧衰减以至于在室内无法进行定位，所以人们开始探求室内场景下的定位技术，蓝牙、WIFI、超声波、红外、RFID、Zigbee等定位技术崭露头角，正在经历着蓬勃的发展期。这时对于室内室外无缝定位的探究随之而来，如何让用户不受环境的限制，随时随地获取定位服务是热切关心的话题。同时，由于智能化移动设备的风靡和普及，其应用软件的通用性和便捷性以及本身配备的多种传感器使得在Android设备上进行室内外无缝定位具有得天独厚的优势。因此，基于Android设备开发出一套室内外无缝定位系统和软件将是一个很好的解决方案。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种基于Android设备的室内外无缝定位系统和定位方法，利用GPS(全球定位系统)、WIFI定位技术和Android移动设备配备的多传感器相结合辅助以室内外环境检测、楼层检测在Android设备上进行室内外无缝定位。本专利技术的定位范围覆盖到室外环境、各大建筑物内部环境、室内环境的各个具体楼层，真正实现了全方位无缝的定位，具有普适性高，成本低廉，定位效果好等优势。本专利技术提出了一种基于Android设备的室内外无缝定位系统，包括：室外定位部、室内定位部、后台检测部和功能配置部；所述室外定位部包括：室外电子地图和GPS模块；所述GPS模块用于获取当前位置的经纬度坐标，经过校正并转换成加密经纬度数据显示在所述室外电子地图上；所述后台检测部包括：楼层检测模块和环境检测模块；所述楼层检测模块实时获取当前位置的海拔高度；所述环境检测模块用于实时检测当前位置的环境；所述室内定位部用于室内空间定位，并在室内电子地图上显示定位结果；所述功能配置部用于建立和查看WIFI指纹库。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位系统中，所述楼层检测模块通过Web服务获取基准气压，并利用气压传感器获取当前位置的气压，计算出海拔高度，并测出当前位置所处的楼层。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位系统中，所述环境检测模块包括：Android设备GPS模块、光传感器、接近传感器、磁场传感器和Android系统内部时钟；所述Android设备GPS模块构成GPS探测子模块，用于判断当前环境；所述接近传感器、所述光传感器和所述Android系统内部时钟构成光强探测子模块，用于判断当前环境；所述磁场传感器构成磁场探测子模块，用于判断当前环境。其中，所述Android设备GPS模块用于计算由GPS确定的室内置信度和室外置信度；所述接近传感器、所述光传感器和所述Android系统内部时钟用于计算由光强度确定的室内置信度和室外置信度；所述磁场传感器用于计算由磁场强度确定的室内置信度和室外置信度。本专利技术还提出了一种基于Android设备的室内外无缝定位方法，利用本专利技术提出的室内外无缝定位系统，其包括以下步骤：步骤一：环境检测模块实时检测当前位置的环境；步骤二：若当前环境为室外，则利用GPS模块获取当前位置的经纬度坐标，经过校正并在室外电子地图上实时显示所述经纬度坐标对应的位置；步骤三：若当前环境为室内，则利用楼层检测模块测出当前位置所处的楼层；步骤四：通过室内定位部扫描WIFI信号，并与功能配置部中位置指纹进行匹配，利用指纹定位算法计算出当前位置坐标，并在室内电子地图上显示对应位置。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位方法中，所述步骤一包括以下步骤：步骤1a：获取Android设备GPS模块输出精度，计算由GPS确定的室内置信度和室外置信度；步骤1b：由Android接近传感器判断当前设备是否被遮挡，如没有则获取光传感器的光强度，并获取Android系统内部时钟的系统时间，计算由光强度确定的室内置信度和室外置信度；步骤1c：获取磁场传感器输出的磁场强度，计算由磁场强度确定的室内置信度和室外置信度；步骤1d：利用HMM(隐马尔科夫模型)整合上述三个子部分的判断结果，应用维特比算法推算出当前环境。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位方法中，所述步骤三包括以下步骤：步骤3a：通过利用气压传感器获取当前位置的气压值；步骤3b：通过当前位置的经纬度坐标和Web服务获取当前位置的基准气压值；步骤3c：通过所述气压值和所述基准气压值计算出当前位置的海拔高度，从而得出当前位置所处的楼层。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位方法中，所述步骤四包括以下步骤：步骤4a：扫描WIFI信号，并与WIFI指纹库中选定AP的WIFI信号进行匹配；步骤4b：若匹配且信号强度大于-85dbm，则重复扫描多次，计算各AP信号强度的平均值；步骤4c：利用WKNN算法计算出当前位置坐标，并显示在室内电子地图上。本专利技术提出的基于Android设备的室内外无缝定位方法中，WIFI指纹库中位置指纹的建立包括以下步骤：步骤5a：选定多个用于定位的AP；步骤5b：在室内电子地图上标出当前位置；步骤5c：扫描WIFI信号，若与WIFI指纹库41中WIFI指纹库41中所选定的AP匹配且信号强度大于-85dbm，则重复扫描多次，计算各AP信号强度的平均值；步骤5d：将各AP的信号强度的平均值连同当前位置坐标组成所述位置指纹。本专利技术中，所述室外定位部利用GPS技术结合电子地图来进行室外的定位；所述室内定位部利用改进的WIFI指纹定位技术结合室内电子地图进行室内的定位；所述后台检测部由两部分组成：环境检测模块和楼层检测模块。所述环境检测模块由三子模块构成：GPS探测子模块，光强探测子模块，磁场探测子模块；GPS探测子模块由GPS模块构成，根据获取的实时GPS输出精度计算室外置信度和室内置信度；光强探测子模块由接近传感器、光传感器、Android系统内部时钟构成，根据获取的实时系统时间和光强度计算室外置信度和室内置信度；磁场探测子模块由磁场传感器构成，根据获取到的实时磁场强度计算室外置信度和室内...

【技术保护点】
一种基于Android设备的室内外无缝定位系统，其特征在于，包括：室外定位部(1)、室内定位部(3)、后台检测部(2)和功能配置部(4)；所述室外定位部(1)包括：室外电子地图(11)和GPS模块(12)；所述GPS模块(12)用于获取当前位置的经纬度坐标，经过校正并转换成加密经纬度数据显示在所述室外电子地图(11)上；所述后台检测部(2)包括：楼层检测模块(21)和环境检测模块(22)；所述楼层检测模块(21)实时获取当前位置的海拔高度；所述环境检测模块(22)用于实时检测当前位置的环境；所述室内定位部(3)用于室内空间定位，并在室内电子地图上显示定位结果；所述功能配置部(4)用于建立和查看WIFI指纹库(41)。

【技术特征摘要】
1.一种基于Android设备的室内外无缝定位系统，其特征在于，包括：室外定位部(1)、
室内定位部(3)、后台检测部(2)和功能配置部(4)；
所述室外定位部(1)包括：室外电子地图(11)和GPS模块(12)；所述GPS模块(12)
用于获取当前位置的经纬度坐标，经过校正并转换成加密经纬度数据显示在所述室外电子地
图(11)上；
所述后台检测部(2)包括：楼层检测模块(21)和环境检测模块(22)；所述楼层检测
模块(21)实时获取当前位置的海拔高度；所述环境检测模块(22)用于实时检测当前位置
的环境；
所述室内定位部(3)用于室内空间定位，并在室内电子地图上显示定位结果；
所述功能配置部(4)用于建立和查看WIFI指纹库(41)。
2.如权利要求1所述的基于Android设备的室内外无缝定位系统，其特征在于，所述楼
层检测模块(21)通过Web服务获取基准气压，并利用气压传感器(212)获取当前位置的气
压，计算出海拔高度，并测出当前位置所处的楼层。
3.如权利要求1所述的基于Android设备的室内外无缝定位系统，其特征在于，所述环
境检测模块(22)包括：Android设备GPS模块(221)、光传感器(222)和Android系统
内部时钟(223)，磁场传感器(224)，接近传感器(225)；其中，
所述Android设备GPS模块(221)构成GPS探测子模块，用于判断当前环境；
所述接近传感器(225)、所述光传感器(222)和所述Android系统内部时钟(223)构
成光强探测子模块，用于判断当前环境；
所述磁场传感器(224)构成磁场探测子模块，用于判断当前环境。
4.一种基于Android设备的室内外无缝定位方法，其特征在于，利用如权利要求1所述
的室内外无缝定位系统，其包括以下步骤：
步骤一：环境检测模块(22)实时检测当前位置的环境；
步骤二：若当前环境为室外，则利用GPS模块(12)获取当前位置的经纬度坐标，经过
校正并在室外电子地图(11)上实时显示所述经纬度坐标对应的位置；
步骤三：若当前环境为室内，则利用楼层检测模块(21)测出当前位置所处的楼层；
步骤四：通过室内定位部(3)扫描WIFI信号，并与功...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾明磊，公文静，匡磊，杨艳琴，徐文超，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海;31