一種基于多種信號(hào)融合的人員定位系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多種信號(hào)融合的人員定位系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前的個(gè)人位置服務(wù)大多基于對(duì)GPS衛(wèi)星信號(hào)的接收，或通過(guò)移動(dòng)基站信號(hào)實(shí)現(xiàn)定位。在室內(nèi)衛(wèi)星信號(hào)受到屏蔽無(wú)法實(shí)現(xiàn)定位，基站信號(hào)定位誤差在50到500米無(wú)法達(dá)到室內(nèi)精準(zhǔn)定位的需求。陸續(xù)出現(xiàn)基于WIFI信號(hào)，藍(lán)牙信號(hào)，地磁，超聲波，RFID，等技術(shù)的產(chǎn)品或方案實(shí)現(xiàn)在室內(nèi)環(huán)境的精準(zhǔn)定位，但單一信號(hào)源的定位方案在對(duì)環(huán)境的要求，實(shí)施成本上均存在這樣或那樣的問(wèn)題。如WIFI信號(hào)定位，需要采集信號(hào)指紋，耗時(shí)耗工；藍(lán)牙信號(hào)定位，需要布設(shè)藍(lán)牙模塊，成本高；地磁，需要采集數(shù)據(jù)，同時(shí)易受環(huán)境磁場(chǎng)變化影響；RFID超聲波等需要布設(shè)大量專(zhuān)門(mén)設(shè)備，不利于大面積空間的定位需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于多種信號(hào)融合的人員定位系統(tǒng)及方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種基于多種信號(hào)融合的人員定位系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集模塊、接口集成模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊、地圖接口模塊和顯示豐吳塊；
[0005]所述數(shù)據(jù)采集模塊，其用于采集不同形式的融合定位數(shù)據(jù)，所述融合定位數(shù)據(jù)包括傳感器定位數(shù)據(jù)和輔助定位數(shù)據(jù)；
[0006]所述接口集成模塊，其用于集成不同形式的融合定位數(shù)據(jù)，判斷用戶是否發(fā)生位置變化，根據(jù)判斷結(jié)果向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送預(yù)定形式的融合定位數(shù)據(jù)；
[0007]所述數(shù)據(jù)處理模塊，其用于根據(jù)融合定位數(shù)據(jù)判斷用戶狀態(tài)、行為模式及所處環(huán)境，并根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的定位模式；還用于將所選定位模式需要的融合定位數(shù)據(jù)中的輔助定位數(shù)據(jù)發(fā)送到云端服務(wù)器，根據(jù)云端服務(wù)器返回的融合信標(biāo)信號(hào)的坐標(biāo)計(jì)算得到當(dāng)前位置的位置特征數(shù)據(jù)，進(jìn)而調(diào)用地圖接口模塊；
[0008]所述數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，其用于將輔助定位信號(hào)發(fā)送到云端服務(wù)器進(jìn)行運(yùn)算，并將接收的云端服務(wù)器返回的運(yùn)算得到的融合信標(biāo)信號(hào)發(fā)送給數(shù)據(jù)處理模塊；
[0009]所述地圖接口模塊，其用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理模塊的調(diào)用，從云端服務(wù)器調(diào)取以用戶為中心的室外地圖數(shù)據(jù)或室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)；
[0010]所述顯示模塊，其用于對(duì)以用戶為中心的室外地圖數(shù)據(jù)或室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行顯不O
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明綜合了多種融合定位數(shù)據(jù)，通過(guò)特定的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，解決單一信號(hào)源室內(nèi)外定位方案導(dǎo)致的諸多問(wèn)題，同時(shí)能適應(yīng)多種應(yīng)用場(chǎng)景，利用現(xiàn)有資源，無(wú)需額外增設(shè)定位設(shè)備，有效地降低大面積室內(nèi)環(huán)境的定位實(shí)施的成本。
[0012]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0013]進(jìn)一步，上述技術(shù)方案還包括應(yīng)用服務(wù)接口模塊，其用于為其他應(yīng)用程序提供調(diào)用接口，進(jìn)而為其提供用戶位置信息。
[0014]進(jìn)一步，所述輔助定位數(shù)據(jù)包括WIFI定位數(shù)據(jù)、藍(lán)牙定位數(shù)據(jù)、基站定位、攝像頭定位數(shù)據(jù)和衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)。
[0015]進(jìn)一步，所述服務(wù)器將輔助定位數(shù)據(jù)與預(yù)先輸入的融合信標(biāo)信號(hào)做比較，返回與所述輔助定位數(shù)據(jù)最近似的一個(gè)或多個(gè)融合信標(biāo)信號(hào)的坐標(biāo)，所述數(shù)據(jù)處理模塊將獲取的當(dāng)前位置的輔助定位數(shù)據(jù)與云端服務(wù)器返回的一個(gè)或多個(gè)融合信標(biāo)信號(hào)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，得到當(dāng)前位置的位置特征數(shù)據(jù)。
[0016]進(jìn)一步，所述接口集成模塊包括數(shù)據(jù)讀取單元、判斷單元和數(shù)據(jù)發(fā)送單元；
[0017]所述數(shù)據(jù)讀取單元，其用于以固定的時(shí)間間隔讀取數(shù)據(jù)采集模塊采集的不同形式的融合定位數(shù)據(jù)，以固定格式的多位向量記錄所述融合定位數(shù)據(jù)；
[0018]所述判斷單元，其用于將當(dāng)前融合定位數(shù)據(jù)與上一次獲取的相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，如果差異值超過(guò)閾值，則判斷用戶位置發(fā)生變化，否則判斷用戶位置未發(fā)生變化；
[0019]所述數(shù)據(jù)發(fā)送單元，其用于根據(jù)判斷單元的判斷結(jié)果，當(dāng)用戶位置發(fā)生變化，向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送融合定位數(shù)據(jù)中的傳感器定位數(shù)據(jù)和輔助定位數(shù)據(jù)；當(dāng)用戶位置未發(fā)生變化，向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送融合定位數(shù)據(jù)中的輔助定位數(shù)據(jù)。
[0020]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理模塊包括定位模式確定模塊、數(shù)據(jù)篩選模塊和位置特征數(shù)據(jù)計(jì)算模塊；
[0021]所述定位模式確定模塊，其用于根據(jù)融合定位數(shù)據(jù)判斷用戶狀態(tài)、行為模式及所處環(huán)境，并根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的定位模式；
[0022]所述數(shù)據(jù)篩選模塊，其用于根據(jù)選擇的定位模式篩選相應(yīng)的融合定位數(shù)據(jù)中的輔助定位數(shù)據(jù)發(fā)送到云端服務(wù)器；
[0023]所述位置特征數(shù)據(jù)計(jì)算模塊，其用于將獲取的當(dāng)前位置的輔助定位數(shù)據(jù)與云端服務(wù)器返回的一個(gè)或多個(gè)融合信標(biāo)信號(hào)的坐標(biāo)進(jìn)行比較，進(jìn)而得到當(dāng)前位置的位置特征數(shù)據(jù)，根據(jù)位置特征數(shù)據(jù)調(diào)用地圖接口模塊。
[0024]進(jìn)一步，所述定位模式確定模塊包括特征庫(kù)建立單元、信號(hào)預(yù)處理單元、特征提取單元、數(shù)據(jù)匹配單元和模式選擇單元；
[0025]所述特征庫(kù)建立單元，其用于采集預(yù)定數(shù)量狀態(tài)特征的樣本數(shù)據(jù)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)訓(xùn)練，得到特征庫(kù)；
[0026]所述信號(hào)預(yù)處理單元，其用于對(duì)待處理的融合定位數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，過(guò)濾掉信號(hào)中的噪音；
[0027]所述特征提取單元，其用于提取經(jīng)過(guò)濾處理的融合定位數(shù)據(jù)的信號(hào)特征；
[0028]所述數(shù)據(jù)匹配單元，其用于將提取的信號(hào)特征的特征值與特征庫(kù)中的特征值進(jìn)行匹配，找到最接近的特征值，進(jìn)而確定用戶狀態(tài)、行為模式及所處環(huán)境；
[0029]所述模式選擇單元，其用于根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的定位模式。
[0030]進(jìn)一步，所述以用戶為中心的室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)包括本層室內(nèi)建筑平面結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)和融合信標(biāo)數(shù)據(jù)，所述融合信標(biāo)數(shù)據(jù)包括預(yù)先輸入云端服務(wù)器的輔助定位數(shù)據(jù)和輔助定位數(shù)據(jù)作為信標(biāo)信號(hào)在建筑平面圖中的位置坐標(biāo)；所述以用戶為中心的室外地圖數(shù)據(jù)包括經(jīng)瑋度海拔數(shù)據(jù)。
[0031]進(jìn)一步，所述用戶位置信息包括經(jīng)瑋度、建筑名稱(chēng)、用戶在建筑內(nèi)的坐標(biāo)、用戶狀態(tài)和室內(nèi)外地圖的圖像顯示方式。
[0032]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的另一技術(shù)方案如下:一種基于多種信號(hào)融合的人員定位方法，包括如下步驟:
[0033]步驟1，采集不同形式的融合定位數(shù)據(jù)，所述融合定位數(shù)據(jù)包括傳感器定位數(shù)據(jù)和輔助定位數(shù)據(jù)；
[0034]步驟2，集成不同形式的融合定位數(shù)據(jù)，判斷用戶是否發(fā)生位置變化，根據(jù)判斷結(jié)果向數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送預(yù)定形式的融合定位數(shù)據(jù)；
[0035]步驟3，根據(jù)融合定位數(shù)據(jù)判斷用戶狀態(tài)、行為模式及所處環(huán)境，根據(jù)判斷結(jié)果選擇相應(yīng)的定位模式；
[0036]步驟4，將所選定位模式需要的融合定位數(shù)據(jù)中的輔助定位數(shù)據(jù)發(fā)送到云端服務(wù)器;
[0037]步驟5，根據(jù)云端服務(wù)器返回的融合信標(biāo)信號(hào)的坐標(biāo)計(jì)算得到當(dāng)前位置的位置特征數(shù)據(jù)；
[0038]步驟6，根據(jù)位置特征數(shù)據(jù)從云端服務(wù)器調(diào)取以用戶為中心的室外地圖數(shù)據(jù)或室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)；
[0039]步驟7，對(duì)以用戶為中心的室外地圖數(shù)據(jù)或室內(nèi)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為本發(fā)明所述一種基于多種信號(hào)融合的人員定位系統(tǒng)框圖；
[0041]圖2為本發(fā)明所述接口集成模塊示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明所述數(shù)據(jù)處理模塊示意圖；
[0043]圖4為本發(fā)明所述定位模式確定模塊示意圖；
[0044]圖5為本發(fā)明所述一種基于多種信號(hào)融合的人員定位方法流程圖。
[0045]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0046]1、數(shù)據(jù)采集模塊，2、接口集成模塊，3、數(shù)據(jù)處理模塊，4、數(shù)據(jù)收發(fā)模塊，5、地圖接口模塊，6、顯示模塊，7、應(yīng)用服務(wù)接口模塊，21、數(shù)據(jù)讀取單元，22、判斷單