CN102721416B - 一种定位的方法和移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种定位的方法和移动终端，属于通信领域。所述方法包括：移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，并对自身进行定位得到第一坐标位置；所述移动终端根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果。所述移动终端包括：坐标行走速度模块、第一坐标位置模块、第二坐标位置模块和定位模块。本发明不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性。

Description

一种定位的方法和移动终端

技术领域

本发明涉及通信领域，特别涉及一种定位的方法和移动终端。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，人们对定位与导航的需求日益增大，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、超市、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者、设施与物品在室内的位置信息。

现有的室内定位技术主要为惯性导航系统。惯性导航系统主要包括加速度计、陀螺仪或其他运动传感器，加速度计用来测量系统的线加速度，陀螺仪用于测量系统的角速度，在给定的初始位置及速度的条件下，惯性导航系统通过对运动传感器的信息进行整合计算，不断更新当前位置及速度，达到定位的目的。由于惯性导航系统中的运动传感器的误差会随着时间的积累而积累，惯性导航系统定位的准确性也会随着时间的延长而变得越来越低。为了解决该问题，惯性导航系统采用对移动终端的位置和姿态进行校准的方式，以提高定位的准确性。其中，通过设置基准点来对移动终端的位置进行校准，每隔一段时间经过一个基准点，为移动终端的位置进行校准，从而减小由于时间的积累而造成的误差。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有的惯性导航系统需要增加基准点不断的进行校准，提升了系统的复杂度和运算量。

发明内容

为了在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小系统的复杂度和运算量，本发明实施例提供了一种定位方法和移动终端。所述技术方案如下：

一种定位的方法，所述方法包括：

移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，并对自身进行定位得到第一坐标位置；

所述移动终端根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果。

其中，移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，包括：

所述移动终端根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度；

所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度。

其中，所述移动终端根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度，包括：

所述移动终端用本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

所述移动终端将所述记步值差与预设的平均步长相乘，得到所述移动终端的行走速度。

其中，所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度，包括：

所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$V_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$ $V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$

其中，（V_x，V_y）为所述坐标行走速度，S为所述行走速度，A为所述当前角度值。

其中，所述移动终端根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，包括：

所述移动终端将所述坐标行走速度和所述第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置。

其中，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果，包括：

判断本次定位时用户的记步值是否与上次定位时用户的记步值相同；

如果不同，则将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

如果相同，则按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将第三坐标位置作为所述本次定位的结果：

$X_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}$ $Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j=2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i=2,3,4,…，（X_i，Y_i）为所述本次定位的第三坐标位置，（X_i-1，Y_i-1）为上次定位的结果的坐标位置，（x_i，y_i）为所述第二坐标位置。

其中，所述预设的平均步长为0.6～0.7m之间的任一值。

一种移动终端，所述移动终端包括：获取模块、第一定位模块和第二定位模块：

所述获取模块，用于根据用户的记步值获取所述移动终端的坐标行走速度；

所述第一定位模块，用于对所述移动终端进行定位得到第一坐标位置；

所述第二定位模块，用于根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果。

其中，所述获取模块包括：

第一计算单元，用于根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度；

第二计算单元，用于根据所述移动终端内的罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度。

其中，所述第一计算单元用于：

将本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

将所述记步值差与预设的平均步长相乘，得到所述移动终端的行走速度。

其中，所述第二计算单元用于：

根据所述移动终端内的罗盘的当前角度值和所述行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$V_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$ $V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$

其中，（V_x，V_y）为所述坐标行走速度，S为所述行走速度，A为所述当前角度值。

其中，所述第二定位模块包括：

第一校准单元，用于将所述坐标行走速度和所述第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置。

其中，所述第二定位模块包括：

第二校准单元，用于判断本次定位时用户的记步值是否与上次定位时用户的记步值相同；

如果不同，则将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

如果相同，则按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将第三坐标位置作为所述本次定位的结果：

$X_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}$ $Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j=2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i=2,3,4,…，（X_i，Y_i）为所述本次定位的第三坐标位置，（X_i-1，Y_i-1）为上次定位的结果的坐标位置，（x_i，y_i）为所述第二坐标位置。

其中，所述预设的平均步长为0.6～0.7m之间的任一值。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过记步值差和平均步长计算得到移动终端的行走速度，根据罗盘的当前角度值把行走速度分解为坐标行走速度，又根据坐标行走速度和第一坐标位置估算出第二坐标位置，不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性，通过判断记步值差是否为零，结合本次定位的第二坐标位置以及上次定位结果确定最终定位结果，进一步的提高了定位的准确度和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例1提供的一种定位的方法流程图；

图2是本发明实施例2提供的一种定位的方法流程图；

图3是本发明实施例3提供的一种定位的方法流程图；

图4是本发明实施例4提供的一种移动终端的结构图；

图5是本发明实施例4提供的一种获取模块的结构图；

图6是本发明实施例4提供的一种第二定位模块的结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

参见图1，本实施例提供了一种定位的方法，包括：

步骤101：移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，并对自身进行定位得到第一坐标位置；

步骤102：移动终端根据坐标行走速度和第一坐标位置计算得到移动终端的第二坐标位置，将第二坐标位置作为本次定位的结果。

本实施例提供的定位的方法，通过用户的记步值获取移动终端的坐标行走速度，又根据坐标行走速度和第一坐标位置计算得到第二坐标位置，并将第二坐标位置作为本次定位的结果，不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性。

实施例2

参见图2，本实施例还提供了一种定位的方法，包括：

步骤201：移动终端根据用户的记步值计算得到移动终端的行走速度。

本步骤可以具体包括：步骤2011和步骤2012。

步骤2011：移动终端用本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

记步值是指人行走的步数，每走一步，则记步值加一，在移动终端中，利用加速度计来检测人行走的步数，移动终端在第一次定位时将记步值初始化为零，然后通过加速度计得到移动终端的加速度，加速度每越过预设的门限值一次，则记步值加一；

若本次定位为第一次定位，则本次定位的记步值差为零。

步骤2012：移动终端将记步值差与预设的平均步长相乘，得到移动终端的行走速度；

其中，预设的平均步长为0.6～0.7m之间的任意值，例如0.658m、0.668m等。

步骤202：移动终端根据自身罗盘的当前角度值和行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度。

本步骤可以具体包括：

移动终端根据自身罗盘的当前角度值和行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$V_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$ $V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$

其中，（V_x，V_y）为坐标行走速度，S为行走速度，A为当前角度值。

步骤203：移动终端对自身进行定位得到第一坐标位置；

移动终端可以利用TDOA（Time Difference of Arrival，到达时间差）算法计算得到移动终端的坐标位置，作为本次定位的第一坐标位置。

本实施例中，移动终端将第一次和第二次定位的第一坐标位置分别作为第一次和第二次定位的定位结果。

步骤204：移动终端根据坐标行走速度和第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置。

本步骤可以具体包括：

所述移动终端将所述坐标行走速度和所述第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置；

卡尔曼滤波器是一种用于时变线性系统的递归滤波器，利用卡尔曼滤波器可以从一组有限的，包含噪声的，对物体位置的观察序列（可能有偏差）预测出物体的位置的坐标及速度。在本实施例中，第一次定位和第二次定位的定位结果是通过TDOA算法得到的第一坐标位置，卡尔曼滤波器将第一次定位和第二次定位的位置及速度作为观察序列，然后根据以后每次定位的坐标行走速度和第一坐标位置计算出相应的第二坐标位置。

步骤205：移动终端将所述第二坐标位置作为本次定位的结果。

本实施例提供的定位的方法，通过记步值差和平均步长计算得到移动终端的行走速度，根据罗盘的当前角度值把行走速度分解为坐标行走速度，又根据坐标行走速度和第一坐标位置计算出第二坐标位置，不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性。

实施例3

参见图3，本实施例还提供了一种定位的方法，在实施例1或2的基础上进行改进，包括：

步骤301：移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，并对自身进行定位得到第一坐标位置；

步骤302：移动终端根据坐标行走速度和第一坐标位置计算得到移动终端的第二坐标位置；

步骤303：判断本次定位时用户的记步值是否与上次定位时用户的记步值相同，若相同，执行步骤304，若不相同，执行步骤305；

步骤304：按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将第三坐标位置作为所述本次定位的结果，流程结束；

$X_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}$ $Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j=2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i=2,3,4,…，（X_i，Y_i）为本次定位的第三坐标位置，（X_i-1，Y_i-1）为上次定位的结果的坐标位置，（x_i，y_i）为第二坐标位置。

例如，用户第5次定位的记步值为6，第6次定位的记步值为8，第7次定位的记步值为8，第8次定位的记步值为8，则移动终端第8次定位时，n为第6次、第7次以及第8次三次定位的次数，n的值为3，第8次定位的第三坐标位置为（X₈，Y₈），且：

$X_8=\frac{X_7\×2+x_8}{3}$ $Y_8=\frac{Y_7\×2+y_8}{3}$

步骤305：移动终端将第二坐标位置作为定位结果，流程结束。

本实施例提供的定位的方法，通过记步值差和平均步长计算得到移动终端的行走速度，根据罗盘的当前角度值把行走速度分解为坐标行走速度，又根据坐标行走速度和第一坐标位置估算出第二坐标位置，不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性，通过判断记步值差是否为零，结合本次定位的第二坐标位置以及上次定位结果确定最终定位结果，进一步的提高了定位的准确度和可靠性。

实施例4

参见图4，本实施例提供一种移动终端，包括：获取模块401、第一定位模块402和第二定位模块403：

获取模块401，用于根据用户的记步值获取移动终端的坐标行走速度；

第一定位模块402，用于对移动终端进行定位得到第一坐标位置；

第二定位模块403，用于根据坐标行走速度和第一坐标位置计算得到移动终端的第二坐标位置，将第二坐标位置作为本次定位的结果。

其中，参见图5，获取模块401包括：

第一计算单元4011，用于根据用户的记步值计算得到移动终端的行走速度；

第二计算单元4012，用于根据移动终端内的罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到移动终端的坐标行走速度。

其中，第一计算单元4011用于：

将本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

将记步值差与预设的平均步长相乘，得到移动终端的行走速度。

其中，第二计算单元4012用于：

根据移动终端内的罗盘的当前角度值和行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$V_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$ $V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)$

其中，（V_x，V_y）为坐标行走速度，S为行走速度，A为当前角度值。

其中，第二定位模块403包括：

第一校准单元4031，用于将坐标行走速度和第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置。

进一步的，参见图6，为了提高定位的准确性和可靠性，第二定位模块403还包括：

第二校准单元4032，用于判断本次定位时用户的记步值是否与上次定位时用户的记步值相同；

如果不同，则将第二坐标位置作为本次定位的结果；

如果相同，则按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将第三坐标位置作为本次定位的结果：

$X_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}$ $Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j=2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i=2,3,4,…，（X_i，Y_i）为本次定位的第三坐标位置，（X_i-1，Y_i-1）为上次定位的结果的坐标位置，（x_i，y_i）为第二坐标位置。

本实施例提供的移动终端，通过记步值差和平均步长计算得到移动终端的行走速度，根据罗盘的当前角度值把行走速度分解为坐标行走速度，又根据坐标行走速度和第一坐标位置估算出第二坐标位置，不仅在定位中省去了需要基准点进行校准的过程，减小了系统的复杂度和运算量，而且提高了定位的准确度和可靠性，通过判断记步值差是否为零，结合本次定位的第二坐标位置以及上次定位结果确定最终定位结果，进一步的提高了定位的准确度和可靠性。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种定位的方法，其特征在于，所述方法包括：

移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，并对自身进行定位得到第一坐标位置；

所述移动终端根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

其中，所述将所述第二坐标位置作为本次定位的结果，包括：

如果本次定位时用户的记步值与上次定位时用户的记步值不同，则将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

所述方法还包括：

如果本次定位时用户的记步值与上次定位时用户的记步值相同，则按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将所述第三坐标位置作为所述本次定位的结果：

$\begin{array}{cc}{X}_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}& Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}\end{array}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j＝2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i＝2,3,4,…，(X_i，Y_i)为所述本次定位的第三坐标位置，(X_i-1，Y_i-1)为上次定位的结果的坐标位置，(x_i，y_i)为所述第二坐标位置；

其中，所述第一坐标位置通过到达时间差TDOA算法得到。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，移动终端根据用户的记步值获取自身的坐标行走速度，包括：

所述移动终端根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度；

所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动终端根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度，包括：

所述移动终端用本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

所述移动终端将所述记步值差与预设的平均步长相乘，得到所述移动终端的行走速度。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度，包括：

所述移动终端根据自身罗盘的当前角度值和所述行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$\begin{array}{cc}{V}_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)& V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)\end{array}$

其中，(V_x，V_y)为所述坐标行走速度，S为所述行走速度，A为所述当前角度值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述移动终端根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，包括：

所述移动终端将所述坐标行走速度和所述第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设的平均步长为0.6～0.7m之间的任一值。

7.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：获取模块、第一定位模块和第二定位模块：

所述获取模块，用于根据用户的记步值获取所述移动终端的坐标行走速度；

所述第一定位模块，用于对所述移动终端进行定位得到第一坐标位置；

所述第二定位模块，用于根据所述坐标行走速度和所述第一坐标位置计算得到所述移动终端的第二坐标位置，将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

其中，所述第二定位模块，用于：

如果本次定位时用户的记步值与上次定位时用户的记步值不同，则将所述第二坐标位置作为本次定位的结果；

所述第二定位模块，还用于：

如果本次定位时用户的记步值与上次定位时用户的记步值相同，则按照如下公式进行计算，得到第三坐标位置，并将所述第三坐标位置作为所述本次定位的结果：

$\begin{array}{cc}{X}_i=\frac{X_{i-1}\×(j-1)+x_i}{j}& Y_i=\frac{Y_{i-1}\×(j-1)+y_i}{j}\end{array}$

其中，j为用户的当前记步值不变的时间内定位的次数，且j＝2,3,4,…，i为从第一次定位开始记录的定位的次数，且i＝2,3,4,…，(X_i，Y_i)为所述本次定位的第三坐标位置，(X_i-1，Y_i-1)为上次定位的结果的坐标位置，(x_i，y_i)为所述第二坐标位置；

其中，所述第一坐标位置通过到达时间差TDOA算法得到。

8.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述获取模块包括：

第一计算单元，用于根据用户的记步值计算得到所述移动终端的行走速度；

第二计算单元，用于根据所述移动终端内的罗盘的当前角度值和所述行走速度计算得到所述移动终端的坐标行走速度。

9.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述第一计算单元用于：

将本次定位时用户的记步值减去上次定位时用户的记步值，得到记步值差；

将所述记步值差与预设的平均步长相乘，得到所述移动终端的行走速度。

10.根据权利要求8所述的移动终端，其特征在于，所述第二计算单元用于：

根据所述移动终端内的罗盘的当前角度值和所述行走速度，通过以下公式，计算得到坐标行走速度：

$\begin{array}{cc}{V}_x=S\×\mathrm{Cos}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)& V_y=S\×\mathrm{Sin}(\frac{2\mathrm{\π}}{360}\×A)\end{array}$

其中，(V_x，V_y)为所述坐标行走速度，S为所述行走速度，A为所述当前角度值。

11.根据权利要求7所述的移动终端，其特征在于，所述第二定位模块包括：

第一校准单元，用于将所述坐标行走速度和所述第一坐标位置输入卡尔曼滤波器得到第二坐标位置。

12.根据权利要求9所述的移动终端，其特征在于，所述预设的平均步长为0.6～0.7m之间的任一值。