一种室内外无缝定位切换方法技术

本发明专利技术公开一种室内外无缝定位切换方法，包括：S1、检测GPS定位是否可用，若可用则进行采用GPS定位的室外定位，若不可用则进行采用基于粒子滤波的Wi‑Fi信号指纹定位的室内定位，得到初始定位结果；S2、根据初始定位结果进行GPS卫星信号和室内Wi‑Fi信号的监测，采集移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息和Wi‑Fi信号的信号强度值，同时移动终端中的运动传感器采集移动终端当前运动状态；S3、根据移动终端预测移动终端的运动轨迹，结合GPS卫星信号所携带的信息和Wi‑Fi信号的信号强度值信号信息，判断移动终端当前所处环境的室外/室内变化并进行室外/室内定位的切换。本发明专利技术切换精度高，消除了现有切换方法在切换过程中可能出现的乒乓效应。

Indoor and outdoor seamless positioning switching method

The invention discloses an indoor positioning method of seamless switching, S1, detection of GPS positioning is available, if it is available for outdoor positioning using GPS positioning, if it is not available for the use of indoor positioning Wi Fi signal fingerprint localization based on particle filter, get the results of the initial positioning; S2, GPS satellite monitoring Wi indoor signal and Fi signal according to the initial positioning results, signal strength carrying the GPS satellite signal acquisition of mobile terminal currently received information and Wi Fi signal value, while moving the motion sensor acquisition terminal in the mobile terminal according to the current state of motion; S3, the mobile terminal trajectory prediction in mobile terminal. The signal intensity of the GPS satellite signal and Wi Fi signal value signal information, determine the mobile terminal of the environment at present outdoor / indoor and change Switch to outdoor / indoor location. The invention has high switching precision, and eliminates the ping-pong effect that the existing switching method possibly appears during the switching process.

【技术实现步骤摘要】
一种室内外无缝定位切换方法
本专利技术涉及无线定位
更具体地，涉及一种室内外无缝定位切换方法。
技术介绍
随着人类社会的发展，人们在许多领域中对位置信息的需求越来越大，由此发展出了诸多的导航定位系统。目前以美国的全球定位系统(GlobalPositioningSystem，GPS)和中国的北斗导航系统为代表的全球卫星导航系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)为人们提供了高精度，全天候的定位服务。但是由于卫星测量信号的难以穿透建筑物的特点，在高密度建筑中和室内环境中无法有效进行定位解算。然而人类的绝大多数活动都在室内进行，各种各样的室内定位技术应运而生，但是他们都在各自的应用环境下各有千秋。在此之前，由于发展尚未成熟，室内外定位切换问题并未得到太多的关注。但自基于位置服务(LocationBasedServices，LBS)的概念提出以来，能够在任意环境下提供精确的定位服务已成为了当前定位技术方向研究的热点和重点，无缝定位技术由此得来。所谓无缝定位技术，就是指在人类活动的如室内，室外，地下环境甚至外层空间等任意环境下，能够联合采用多种不同的定位技术，提供精确的位置服务，并且保证各种场景下的定位技术，定位算法，位置信息的无缝衔接和平滑过渡。为了解决室内外环境下的无缝定位切换问题，国内外的专家和学者们提出了一系列的技术解决方案。例如：基于RFID标签和蓝牙节点等硬件实现的标签识别的方法来判断室内外定位场景的切换等，虽然这些方法能够基本上实现定位场景的切换，但是大都需要布置额外的设备或者对现有设备进行改进，这样以来会带来额外的成本的消耗，同时不便于普遍推广。考虑到以Wi-Fi为代表的公共无线网络以及搭载GPS定位芯片和相关运动传感器的移动终端的逐渐普及，室外依靠GNSS定位，以及在室内以Wi-Fi为代表的无线网络定位方法成为当前主流的并具有很大发展潜力的无缝定位技术研究方案，但是目前两种定位方式的切换方法存在着许多不足：如根据当前GPS是否可用进行切换判断，这种方法在建筑比较密集的地区或者临近建筑物半开阔的门窗中很容易产生切换错误；还有一些方法基于室内Wi-Fi信号的阈值信号判决进行定位技术的切换，但这种方法由于Wi-Fi信号强度的不稳定，极易引起切换过程中的乒乓效应。因此，需要提供一种综合考虑GPS卫星信号、移动终端的运动传感器数据和Wi-Fi信号强度值的室内外无缝定位切换方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种室内外无缝定位切换方法，以解决当前现有的切换方法中硬件成本大、易出现错误切换和不稳定等问题。为达到上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种室内外无缝定位切换方法，包括如下步骤：S1、检测GPS定位是否可用，若可用则进行采用GPS定位的室外定位，若不可用则进行采用基于粒子滤波的Wi-Fi信号指纹定位的室内定位，得到初始定位结果；S2、根据初始定位结果进行GPS卫星信号和室内Wi-Fi信号的监测，采集移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值，同时移动终端中的运动传感器采集移动终端当前运动状态；S3、根据移动终端预测移动终端的运动轨迹，结合GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值信号信息，判断移动终端当前所处环境的室外/室内变化并进行室外/室内定位的切换。优选地，移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息包括：可通信的GPS卫星个数、各可通信的GPS卫星信号中携带的卫星高度角和SNR值。优选地，移动终端当前运动状态包括移动终端当前的运动方向、运动速度和运动加速度。优选地，步骤S3进一步包括如下子步骤：S3.1、根据当前接收到的GPS卫星信号中的卫星高度角，将当前可通信的GPS卫星按照高度角由高到低排列；S3.2、根据当前可通信的GPS卫星个数，依次选取前n个GPS卫星，对其发送的GPS卫星信号的SNR值进行实时监测，当检测到这n个卫星信号的SNR变化值均发生变化时，进入步骤S3.3，其中n≥4；S3.3、持续根据移动终端当前运动状态进行航迹推算，预测移动终端的运动轨迹；S3.4、根据预测得到的移动终端的运动轨迹，结合Wi-Fi信号指纹的阈值，判断移动终端当前所处的环境是否进行室外/室内变化；如果移动终端的运动轨迹为进入室内的连续轨迹且移动终端接收到Wi-Fi信号的信号强度值高于阈值，则切换至室内定位；如果移动终端的运动轨迹为进入室外的连续轨迹且移动终端接收到Wi-Fi信号的信号强度值低于阈值，则切换至室外定位。本专利技术的有益效果如下：本专利技术所述技术方案切换精度高，消除了现有切换方法在切换过程中可能出现的乒乓效应。本专利技术所述技术方案可应用在城市的室内外环境下需要进行定位切换的场景，实现室外与室内定位方法的切换，考虑到当前Wi-Fi无线网络在室内的普及情况，本专利技术所述技术方案仅需基于带有GPS模块、Wi-Fi模块以及运动传感器的移动终端即可实现，无需利用其他额外的硬件设备，有较强的实用性和普及性。附图说明下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明；图1示出室内外无缝定位切换方法的流程图。图2示出不同高度角GPS卫星信号质量与建筑物关系的示意图。图3示出室内定位的流程图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术，下面结合优选实施例和附图对本专利技术做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术公开的室内外无缝定位切换方法中，室外定位采用GPS定位，室内定位采用Wi-Fi信号指纹定位并利用运动传感器数据对Wi-Fi信号指纹定位结果进行粒子滤波。本专利技术公开的室内外无缝定位切换方法包括如下步骤：S1、检测GPS定位是否可用，若可用则进行采用GPS定位的室外定位，若不可用则进行采用基于粒子滤波的Wi-Fi信号指纹定位的室内定位，得到初始定位结果；S2、如图2所示，根据初始定位结果进行GPS卫星信号和室内Wi-Fi信号的监测，采集移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值，同时移动终端中的运动传感器采集移动终端当前运动状态；S3、根据移动终端预测移动终端的运动轨迹，结合GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值信号信息，判断移动终端当前所处环境的室外/室内变化并进行室外/室内定位的切换。其中，由于移动终端包括数据处理器、GPS模块和Wi-Fi模块等部件，步骤S1-S3均可在移动终端内部完成。在本专利技术公开的室内外无缝定位切换方法流程结束后，移动终端使用室外或室内定位方法进行定位，利用GPS定位的定位信息或Wi-Fi信号指纹定位的定位信息来进行移动终端的定位，之后将将定位方法和最终定位结果在移动终端的显示界面上显示，用户可以对当前的定位质量进行评价，之后将用户评价结果上传服务器分析，用于进一步优化判断当前移动终端所处的环境的方法，具体包括Wi-Fi信号指纹的阈值等参数的设置。步骤S1中，如图3所示，采用基于粒子滤波的Wi-Fi信号指纹定位的室内定位的具体过程为：室内定位方法主要以Wi-Fi信号指纹定位为主，Wi-Fi信号指纹定位的大致流程为移动终端本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种室内外无缝定位切换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、检测GPS定位是否可用，若可用则进行采用GPS定位的室外定位，若不可用则进行采用基于粒子滤波的Wi‑Fi信号指纹定位的室内定位，得到初始定位结果；S2、根据初始定位结果进行GPS卫星信号和室内Wi‑Fi信号的监测，采集移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息和Wi‑Fi信号的信号强度值，同时移动终端中的运动传感器采集移动终端当前运动状态；S3、根据移动终端预测移动终端的运动轨迹，结合GPS卫星信号所携带的信息和Wi‑Fi信号的信号强度值信号信息，判断移动终端当前所处环境的室外/室内变化并进行室外/室内定位的切换。

【技术特征摘要】
1.一种室内外无缝定位切换方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：S1、检测GPS定位是否可用，若可用则进行采用GPS定位的室外定位，若不可用则进行采用基于粒子滤波的Wi-Fi信号指纹定位的室内定位，得到初始定位结果；S2、根据初始定位结果进行GPS卫星信号和室内Wi-Fi信号的监测，采集移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值，同时移动终端中的运动传感器采集移动终端当前运动状态；S3、根据移动终端预测移动终端的运动轨迹，结合GPS卫星信号所携带的信息和Wi-Fi信号的信号强度值信号信息，判断移动终端当前所处环境的室外/室内变化并进行室外/室内定位的切换。2.根据权利要求1所述的室内外无缝定位切换方法，其特征在于，移动终端当前接收到的GPS卫星信号所携带的信息包括：可通信的GPS卫星个数、各可通信的GPS卫星信号中携带的卫星高度角和SNR值。3.根据权利要求2所述的室内外无缝定位切换方法，其特征在于，移动终端当前运动状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵军辉，陈锦华，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：北京,11