基于态势感知的室内外无缝定位装置和方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106941703A(43)申请公布日2017.07.11(21)申请号201610003516.0(22)申请日2016.01.04(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人战兴群郑凌霄袁文翰陈懋霖(74)专利代理机构上海交达专利事务所31201代理人王毓理王锡麟(51)Int.Cl.H04W36/18(2009.01)H04W64/00(2009.01)G01S19/38(2010.01)G01S19/53(2010.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称基于态势感知的室内外无缝定位装置和方法(57)摘要一种导航定位技术领域的基于态势感知的室内外无缝定位系统和方法，包括：室外定位单元、室内定位子单元、辅助定位单元、数字地图单元和态势感知单元，其中：室外定位单元和室内定位单元通过输出定位信息与态势感知单元相连，辅助定位单元通过输出移动终端的运动特征信息与态势感知单元相连，数字地图单元通过输出室内外边界信息和地物特征信息与态势感知单元相连，态势感知单元通过输出场景识别结果控制移动终端选择合适的定位方法并显示将相应的地图显示给用户。态势感知单元通过基于定位坐标和定位误差的态势感知方法和基于运动特征和定位信息的态势感知方法判断定位场景。本发明引入定位终端态势感知策略实现室内外无缝定位，可以有效的避免因室内外定位系统相互覆盖而引起的不稳定切换，以及因存在系统覆盖盲区而引起的定位精度下降。CN106941703ACN106941703A权利要求书1/2页1.一种基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，包括：室外定位单元、室内定位子单元、辅助定位单元、数字地图单元和态势感知单元，其中：室外定位单元和室内定位单元通过输出定位信息与态势感知单元相连，辅助定位单元通过输出移动终端的运动特征信息与态势感知单元相连，数字地图单元通过输出室内外边界信息和地物特征信息与态势感知单元相连，态势感知单元通过输出场景识别结果控制移动终端选择合适的定位方法并显示将相应的地图显示给用户。2.根据权利要求1所述的基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，所述的室外定位单元采用目前主流的GPS/AGPS/DPGS模块，通过测量四颗GPS导航卫星到定位终端的伪距计算当前定位结果，精度要求较高时通过DGPS系统提供的差分信息提高精度，首次定位时间要求较短时通过AGPS系统提供的粗略位置和星历信息等加快定位。3.根据权利要求1所述的基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，所述的室内定位单元采用较成熟的WiFi指纹匹配方法，搜索并测量当前位置上各个WiFi节点的信号强度(指纹信息)，并将指纹信息发送至WiFi定位计算服务器，WiFi定位计算服务器将定位信息返回给移动终端的室内定位单元。4.根据权利要求1所述的基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，所述的辅助定位单元为移动终端自带的多种惯性导航器件，包括：加速度计、陀螺仪、气压计和电子罗盘。其中：加速度计输出移动终端的加速度测量值，陀螺计输出对应轴的角速度测量值，气压计输出移动终端的高度测量值，电子罗盘输出移动终端的方位角。5.根据权利要求1所述的基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，所述的数字地图单元包括数字地图中的室内外边界信息和场景特征信息、室内外切换定位误差上下界数据、地图显示控制模块。其中，室外定位误差上界E1out、室外定位误差下界E2out、室内定位误差上界E1in和室内定位误差下界E2in，通过对实际应用场景以稳定切换为目标进行离线训练获得。6.根据权利要求1所述的基于态势感知的室内外无缝定位装置，其特征是，所述的态势感知单元包括：基于定位坐标和定位误差的态势感知模块、基于运动特征和定位信息的态势感知模块。7.一种利用上述任一权利要求所述装置进行无缝定位的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，态势感知单元周期性地采集室外定位单元输出的室外定位信息；S2，态势感知单元根据室外定位单元给出的室外定位信息以及地图数据进行室外定位判断，具体的判断步骤为：S21，读取室外定位信息中的室外定位坐标Pout及其相应误差Eout，读取地图数据中的室外定位误差上界E1out和下界E2out；S22，比较Eout与E1out，Eout＜E1out时执行步骤S23，否则执行步骤S3；S23，判断室外定位误差圆与地图数据中的场景边界是否相交，相交则执行步骤S24，否则利用室外定位坐标与边界线坐标的几何关系判断移动终端位于室内还是室外，若为室外则结束判断，转步骤S6，若为室内则执行步骤S4；S24，比较Eout与E2out，Eout≥E2out时执行步骤S3，否则利用室外定位坐标与