CN105699974A - 智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统 - Google Patents

智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种智能定位方法,包括:智能定位装置检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断用户的移动行为以及在该移动行为中用户的静止脚和移动脚;智能定位装置中配置在用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,配置在另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;智能定位装置根据用户的静止脚的地理位置信息以及超声波信号的传输时间计算得到用户的移动脚的地理位置信息;智能定位装置根据用户的移动行为、前一移动行为以及用户的移动脚的地理位置信息确定用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数。本发明还提供一种智能定位装置和智能定位系统。实施本发明可以在无法通过卫星进行定位时实现厘米级的定位。

Description

智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统
技术领域
本发明涉及智能穿戴设备技术领域,尤其涉及一种智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统。
背景技术
利用卫星定位技术可以准确地获得用户的地理位置信息,从而实现对用户的精准定位。但是卫星定位技术受到用户所处环境的限制,即,一旦用户进入对于卫星信号存在遮挡的区域内(例如室内),利用卫星定位将无法继续实现对用户的精准定位。
在现有技术中,当用户进入室内无法再继续使用卫星定位技术对用户进行精准定位时,可以利用诸如WIFI、蓝牙、RFID等室内定位技术对用户的位置进行定位。但是这些室内定位技术需要利用机器学习等方法对场地进行预先处理,其推广成本高,而且在矿井、自然遮挡的环境中存在无法很好实现的问题。
此外,现有的室内定位技术通常只能对用户进行平面定位而无法对用户进行空间定位。举例说明,当用户由于上下楼梯而导致其空间位置发生变化时,现有的室内定位技术无法准确地对用户的空间位置变化进行定位。而在很多实际应用场景中,对于用户空间位置的定位也是至关重要的,举例说明,消防员进入火场展开救援工作的过程中,精准定位消防员所在的楼层数则可以确定消防员的空间位置进而有助于整个救援工作的开展。
发明内容
为了克服现有技术中的上述缺陷,本发明提供了一种智能定位方法,该智能定位方法包括:
智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息;
所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
根据本发明的一个方面,该智能定位方法中,在智能定位装置检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚之前,该智能定位方法还包括:所述智能定位装置根据客户端发送的触发指令后进入工作状态,其中,所述客户端运行在所述用户的智能终端上,所述客户端检测到所述智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位时向所述智能定位装置发送所述触发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位装置发送所述触发指令。
根据本发明的另一个方面,该智能定位方法中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚包括:所述智能定位装置通过检测所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变化判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号、所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号包括:所述智能定位装置中配置在所述用户静止脚上的超声波发射器发射超声波信号,该超声波发射器配置在该静止脚的前端;所述智能定位装置中配置在所述用户移动脚上的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号,该两个超声波接收器分别配置在该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚的后跟部。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息包括:所述智能定位装置根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离;所述智能定位装置根据所述静止脚的地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置计算所述用户的移动脚的地理位置信息。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述智能定位装置对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行确定;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述智能定位装置确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位置信息;若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述智能定位装置将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信息作为楼梯入口的地理位置信息;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述智能定位装置获取楼梯入口的地理位置信息并根据该楼梯入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用户所在的楼层数增加1或减少1。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚之后,该智能定位方法还包括:所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进一步包括:所述智能定位装置根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一修正移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包括:所述智能定位装置对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测;若该移动行为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致,所述智能定位装置将该次移动中用户的所述移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为,否则将前一次移动中所述用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
根据本发明的又一个方面,该智能定位方法中,在所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数之后,该智能定位方法还包括:所述智能定位装置将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。
本发明还提供了一种智能定位装置,该智能定位装置包括:
两个智能定位子装置,分别针对于用户的两只脚,每一所述智能定位子装置均包括压力传感器、处理模块、超声波发射器以及两个超声波接收器;
所述压力传感器,用于检测用户的脚掌压力值;
所述处理模块,用于根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
所述超声波发射器,配置在所述用户的脚上,用于从所述用户的一只脚向另一只脚发射超声波信号;
所述两个超声波接收器,配置在所述用户脚的不同位置上,用于所述另一只脚通过该两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
所述处理模块,还用于根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息,以及还用于根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
根据本发明的一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块还用于根据客户端发送的触发指令触发所述智能定位装置进入工作状态,其中,所述客户端运行在所述用户的智能终端上,所述客户端检测到所述智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位时向所述智能定位装置发送所述触发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位装置发送所述触发指令。
根据本发明的另一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚包括:所述处理模块通过所述压力传感器检测到的所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变化判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,配置在所述用户静止脚上的所述超声波发射器发射超声波信号,该超声波发射器配置在该静止脚的前端;配置在所述用户移动脚上的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号,该两个超声波接收器分别配置在该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚的后跟部。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息包括:所述处理模块根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离,以及根据所述静止脚的地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置计算所述用户的移动脚的地理位置信息。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述处理模块对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行确定;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述处理模块确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位置信息;若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述处理模块将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信息作为楼梯入口的地理位置信息;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述处理模块获取楼梯入口的地理位置信息并根据该楼梯入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用户所在的楼层数增加1或减少1。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块,还用于根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;所述处理模块根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进一步包括:所述处理模块根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一修正移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,所述处理模块根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包括:所述处理模块对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测;若该移动行为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致,所述处理模块将该次移动中用户的所述移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为,否则所述处理模块将前一次移动中所述用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置还包括:通信模块,用于将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。
根据本发明的又一个方面,该智能定位装置中,所述智能定位装置具有鞋子的结构;所述压力传感器和所述处理模块集成在鞋子的鞋垫内或者鞋内底的表面上,所述超声波发射器和所述两个超声波接收器设置在鞋子的鞋面上。
本发明还提供了一种智能定位系统,该智能定位系统包括智能定位装置以及监控平台,其中:
所述智能定位装置,用于确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数;
所述监控平台,用于接收所述智能定位装置发送的所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
根据本发明的一个方面,该智能定位系统还包括:客户端,该客户端运行在所述用户的智能终端上;所述客户端,用于触发所述智能定位装置进入工作状态,以及用于将所述智能定位装置发送的用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数转发至所述监控平台。
本发明提供的智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统一方面利用超声波信号对用户进行定位,其中,使用超声波信号对用户的定位的优点在于成本低廉、不容易受到用户所在环境的限制;另一方面,在对用户进行定位时,首先,用户的一只脚上的超声波发射器发射超声波信号另外一只脚上设置有位于不同位置的两个超声波接收器分别用来接收该超声波信号,然后根据用户的该一只脚的地理位置信息、超声波信号在两只脚之间的传输时间以及两个超声波接收器之间的相对位置来确定用户的地理位置信息,如此一来,可以实现对用户在平面内的精准定位,其精准程度可以达到厘米级;又一方面,通过对上楼梯行为和下楼梯行为的检测,还实现了对用户在空间内(所在楼层数)的精准定位。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1是根据本发明的一个具体实施例的智能定位方法的流程图;
图2是根据本发明的一个具体实施例的超声波发射器和超声波接收器的配置方式示意图;
图3是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的原理示意图;
图4是根据本发明的一个优选实施例的智能定位方法的流程图;
图5是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的结构示意图;
图6是根据本发明的一个具体实施例的智能定位系统的结构示意图。
附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
具体实施方式
为了更好地理解和阐释本发明,下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
请参考图1,图1是根据本发明的一个具体实施例的智能定位方法的流程图。如图所示,该智能定位方法包括:
在步骤S101中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
在步骤S102中,所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
在步骤S103中,所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息;
在步骤S104中,所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
在对步骤S101至步骤S104进行描述之前,需要首先对智能定位装置的产品形态进行说明。在一个优选实施例中,智能定位装置具有鞋子的结构,也就是说,智能定位装置呈现和普通鞋子一样外形,并且同样是穿着在用户的脚上,当用户发生移动时用于对用户的位置进行定位。下文中,将具有鞋子结构的智能定位装置称为智能定位鞋,并以智能定位鞋作为智能定位装置的一个具体产品形态对本发明所提供的智能定位方法进行说明。
下面对步骤S101至步骤S104分别进行说明。
在步骤S101中,用户在室内环境中典型的移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为和下楼梯行为。在日常生活中用户通常都是通过双脚交替运动来实现上述平地行走或者上下楼梯的行为。具体地,针对于平面运动来说,用户的一只脚(称为脚A)与地面接触而抬起另外一只脚(称为脚B)向前迈进,当脚B落下与地面接触后脚A抬起继续向前迈进,用户双脚交替执行上述动作从而实现平地行走;针对于上/下楼梯来说,用户的脚A与一级台阶接触而抬起脚B迈向上一级/下一级台阶,当脚B落下与该上一级/下一级台阶接触后脚A抬起继续迈向上一级/下一级台阶,用户双脚交替执行上述动作从而实现上/下楼梯的行为。本文中将用户每行走一步或者上/下一级台阶称为用户的一次移动,并将在每一次移动中用户抬起离开地面的脚定义为移动脚、以及将用户与地面一直保持接触的脚定义为静止脚。举例说明,智能定位鞋开始工作时假设用户正在进行平地行走,当用户抬起右脚向前迈步行走时,用户的左脚为静止脚、右脚为移动脚;当用户的右脚落地时该迈步动作结束,接着用户的抬起左脚向前迈步时,用户的右脚为静止脚、左脚为移动脚。
在智能定位鞋对用户进行定位的过程中,若用户的移动行为是平地行走行为,则用户每走完一步其地理位置就会发生变化,若用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,则用户每上完一层楼的楼梯或者下完一层楼的楼梯其所在楼层就会发生变化。在此,还需要对智能定位鞋对用户进行定位过程中用户的位置进行定义。针对于用户的移动行为是平地行走行为来说,当用户的移动脚落下与地面接触时用户行走了一步,此时用户的位置从其静止脚的位置变为其移动脚的位置,因此本文中,针对于用户的移动行为是平地行走行为来说,将用户的移动脚完成行走后与地面接触的位置定义为用户的位置,相应地,将用户的移动脚完成行走后与地面接触的位置的地理位置信息作为用户的位置的地理位置信息。需要说明的是,本发明对于该地理位置信息所基于的坐标系并不做任何限定。在本实施例中,该地理位置信息所基于的坐标系可以是基于WGS-84大地坐标系(下文中简称为WGS-84坐标系),其中,该地理位置信息通过包括经度、纬度和高程等参数进行表示,需要说明的是,WGS-84坐标系下地理位置信息通常习惯被称为“坐标”。在其他实施例中,该地理位置信息所基于的坐标系也可以是经由投影计算得到的平面直角坐标系。此处为了简明起见,在此不再对所有可能采用的坐标系进行一一列举。
下面,以用户的地理位置信息所基于的坐标系是基于WGS-84坐标系为例进行说明。假设智能定位鞋检测到用户的第i-1次移动行为是平地行走行为(其中i是整数且i≥2),在该第i-1次移动行为中用户右脚保持不动而抬起左脚向前迈步,即用户的右脚是静止脚左脚是移动脚,当用户的左脚落下与地面接触完成该次平地行走行为后,智能定位鞋计算用户的左脚的地理位置信息(Xi-1,Yi-1,Zi-1),其中Xi-1、Yi-1、Zi-1分别表示第i-1次移动行为完成后用户左脚所在位置在WGS-84坐标系下的经度、纬度和高程,智能定位鞋将左脚的地理位置信息(Xi-1,Yi-1,Zi-1)作为用户的地理位置信息,以(Xuser.i-1,Yuser.i-1,Zuser.i-1)表示完成该第i-1次移动行为时用户的地理位置信息,则(Xuser.i-1,Yuser.i-1,Zuser.i-1)等于(Xi-1,Yi-1,Zi-1)。接下来用户左脚保持不动而抬起右脚向前继续迈步,即用户的第i次移动行为是平地行走行为,在第i次移动行为中用户的右脚是移动脚左脚是静止脚,当用户的右脚落下与地面接触完成该次平地行走行为后,智能定位鞋计算用户的右脚的地理位置信息(Xi,Yi,Zi),其中Xi、Yi、Zi分别表示第i次移动行为完成后用户右脚所在位置在WGS-84坐标系下经度、纬度和高程。智能定位鞋将右脚的地理位置信息(Xi,Yi,Zi)作为用户的地理位置信息,以(Xuser.i,Yuser.i,Zuser.i)表示完成第i次移动行为时用户的地理位置信息,则(Xuser.i,Yuser.i,Zuser.i)等于(Xi,Yi,Zi)。针对于用户的移动行为是上楼梯行为或是下楼梯行为,将用户所在的楼层数定义为用户的位置。举例说明,智能定位鞋检测到用户开始上楼梯行为后,智能定位鞋继续对用户的移动行为进行检测,当检测到用户上楼梯行为结束转为平地行走行为时,智能定位鞋对用户的楼层数加1以得到用户的位置。通过上述描述、并综合考虑用户的平地行走行为、上楼梯行为和下楼梯行为,本发明中定义用户的位置信息包括两个方面,即用户的地理位置信息和用户所在的楼层数。举例说明,当用户从一楼上到二楼后在二楼平地行走过程中,除了利用用户的地理位置信息说明用户的位置以外,还需要说明用户的楼层数为二。
下面,以针对于第i次移动行为为例(其中i是整数且i≥2),对智能定位鞋如何检测用户的脚掌压力值、并根据该脚掌压力值判断用户的移动行为以及在该移动行为中用户的静止脚和移动脚进行说明。
具体地,针对于用户的第i次移动行为,智能定位鞋通过压力传感器对用户的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback进行检测,即,穿着在左脚上的智能定位鞋(下文中简称为左脚鞋子)检测用户左脚的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback,穿着在右脚上的智能定位鞋(下文简称为右脚鞋子)检测用户右脚的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback。在本实施例中,压力传感器包括前脚掌压力传感器和后脚掌压力传感器,其中,左脚鞋子和右脚鞋子中均设置有前脚掌压力传感器和后脚掌压力传感器,分别用于对前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback进行测量。其中,前脚掌压力传感器可以设置在鞋垫内或者鞋内底的表面上位于前脚掌与地面产生压力的区域内,同样地,后脚掌压力传感器可以设置在鞋垫内或者鞋内底的表面上位于后脚掌与地面产生压力的区域内。前脚掌压力传感器的数量可以是一个。为了得到更加精确的检测结果前脚掌压力传感器的数量也可以是多个。同样地,后脚掌压力传感器的数量也可以是一个或者多个。
智能定位鞋的前脚掌压力传感器和后脚掌压力传感器检测到用户的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback后,将该前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback发送至设置在智能定位鞋中的处理模块,处理模块记录检测到前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的时刻,并根据前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的变化来判断用户的移动行为,即用户是在进行平地行走,还是在上楼梯或者下楼梯。所述处理模块是指具有算数及逻辑计算、存储、控制、信号处理和传输功能的集成电路模块,其具体形式可以为各种单片机,可以但不仅限于由ARM、X86等架构的芯片和存储及外围电路构成的单元模块。在本实施例中,左脚鞋子和右脚鞋子中均设置有处理模块。
考虑到人在正常地进行平地行走的过程中移动脚的行为特点,即,当人的移动脚抬起向前迈步时通常移动脚的后脚掌先与地面接触然后移动脚的前脚掌再与地面接触,从而完成行走一步的动作。因此,当处理模块通过对检测到前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的时刻、以及前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的分析得到,用户的一只脚(以脚A表示,相应地,另一只脚以脚B表示)的后脚掌压力值Fback大于预设的平地后脚掌压力阈值Pplaneback的时刻为Tplane1,在Tplane1时刻之后检测到该脚A的前脚掌压力值Fforward大于预设的前脚掌压力阈值Pplaneforward的时刻为Tplane2,若Tplane2时刻和Tplane1时刻之间的时间间隔ΔTp大于预设的平地时间差阈值ΔTplane,其中ΔTp=Tplane2-Tplane1,则判断用户的移动行为是平地行走行为,以及判断用户在平地行走的这一步中脚A是移动脚、脚B是静止脚。其中,平地后脚掌压力阈值Pplaneback、前脚掌压力阈值Pplaneforward以及平地时间差阈值ΔTplane是通过对大量用户样本的平地行走行为进行统计分析得到的经验值。
此处需要说明的是,在判断用户的移动行为以及移动脚和静止脚的时候,在一个实施例中,若脚A鞋子中的处理模块根据压力传感器检测到的脚掌压力值判断出脚A是移动脚后,则可以直接判断脚B是静止脚,然后脚A鞋子中的处理模块将计算脚A的地理位置信息;在另一个实施例中,为了更加精确起见,也可以是两只鞋子中的处理模块协同工作,即脚A鞋子中的处理模块判断脚A的状态,脚B鞋子中的处理模块判断脚B的状态,然后一只鞋子中的处理模块将判断结果发送至另一只鞋子的处理模块进行综合判断;在又一个实施例中,还可以是两只鞋子中的处理模块一个作为全局处理器另一个作为从属处理器,在整个定位过程中,从属处理器将采集到的数据发送至全局处理器进行处理。其中,当两只鞋子内的处理模块需要进行通信时,可以通过通信模块(例如蓝牙模块等)完成数据的传输。
考虑到人在正常下楼梯的过程中移动脚的行为特点,即,当人的移动脚抬起向下一级台阶迈步时通常移动脚的前脚掌先与台阶接触然后移动脚的后脚掌再与台阶接触,从而完成行下一级台阶的动作。因此,当处理模块通过对检测到前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的时刻、以及前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的分析得到,用户的一只脚(以脚A表示,相应地,另一只脚以脚B表示)的前脚掌压力值Fforward大于预设的下楼梯前脚掌压力阈值Pdownforward的时刻为Tdown1,在Tdown1时刻之后检测到该脚A后脚掌压力值Fback大于预设的下楼梯后脚掌压力阈值Pdownback的时刻为Tdown2,若Tdown2时刻和Tdown1时刻之间的时间间隔ΔTd大于预设的下楼梯时间差阈值ΔTdown,其中ΔTd=Tdown2-Tdown1,则判断用户的移动行为是下楼梯行为,以及判断在用户在下这一级楼梯的过程中脚A是移动脚、脚B是静止脚。其中,下楼梯前脚掌压力阈值Pdownforward、下楼梯后脚掌压力阈值Pdownback以及下楼梯时间差阈值ΔTdown是通过对大量用户样本的下楼梯行为进行统计分析得到的经验值。
考虑到人在正常上楼梯的过程中移动脚的行为特点包括以下两种情况:
第一种情况是移动脚的全部脚掌和台阶接触。具体地,这种情况进一步又分为两种可能:一种可能是当人的移动脚抬起向上一级台阶迈步时移动脚的前脚掌先与台阶接触然后移动脚的后脚掌再与台阶接触,从而完成上一级台阶的动作;另一种可能是当人的移动脚抬起向上一级台阶迈步时移动脚的后脚掌先与台阶接触然后移动脚的前脚掌再与台阶接触,从而完成上一级台阶的动作。因此,针对于上述两种可能,当处理模块通过对检测到前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的时刻、以及前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的分析得到,用户的一只脚(以脚A表示,相应地,另一只脚以脚B表示)的前脚掌压力值Fforward大于预设的第一上楼梯前脚掌压力阈值Pupforward-1的时刻为Tup1,后脚掌压力值Fback大于预设的上楼梯后脚掌压力阈值Pupback的时刻为Tup2,若Tup2时刻和Tup1时刻之间的时间间隔的绝对值ΔTu小于预设的上楼梯时间差阈值ΔTup,其中ΔTu=|Tup2-Tup1|,则判断用户的移动行为是上楼梯行为,以及判断在用户在上这一级楼梯的过程中脚A是移动脚、脚B是静止脚。其中,第一上楼梯前脚掌压力阈值Pupforward-1、上楼梯后脚掌压力阈值Pupback以及上楼梯时间差阈值ΔTup是通过对大量用户样本的上楼梯行为进行统计分析得到的经验值。
第二种情况仅移动脚的前脚掌与台阶接触。具体地,当人的移动脚抬起向上一级台阶迈步时仅移动脚的前脚掌与台阶接触而后脚掌一直悬空,也就是说,仅仅通过前脚掌完成上楼梯的行为。因此,当处理模块通过对检测到前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的时刻、以及前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback的分析得到,用户的一只脚(以脚A表示,相应地,另一只脚以脚B表示)的前脚掌压力值Fforward大于预设的第二上楼梯前脚掌压力阈值Pupforward-2的时刻为Tup3,从Tup3时刻开始直到脚B的前脚掌压力值Fforward大于预设的第二上楼梯前脚掌压力阈值Pupforward-2的时刻,在该过程中该脚A的后脚掌压力值Fback始终低于预设的后脚掌悬空压力阈值Pignore,则判断用户的移动行为是上楼梯行为,以及判断在用户在上这一级楼梯的过程中脚A是移动脚、脚B是静止脚。其中,第二上楼梯前脚掌压力阈值Pupforward-2、后脚掌悬空压力阈值Pignore是通过对大量用户样本的上楼梯行为进行统计分析得到的经验值。
需要说明的是,上文中提到,当用户通过移动脚的全部脚掌和台阶接触来上楼梯时,一种可能是当人的移动脚抬起向上一级台阶迈步时移动脚的前脚掌先与台阶接触然后移动脚的后脚掌再与台阶接触。这种上楼梯行为中移动脚的前后脚掌与台阶接触的顺序与下楼梯行为中移动脚的前后脚掌与台阶接触的顺序相同。虽然在下楼梯和上楼梯行为中移动脚的前后脚掌的动作顺序相同,但是下楼梯行为和上楼梯行为中,移动脚的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback是不同的,移动脚的前后脚掌与台阶接触的时间差也是不同的,具体来说,上楼梯行为中移动脚的前后脚掌与地面接触的时间差很小,明显小于下楼梯行为中移动脚的前后脚掌与地面接触的时间差。因此,只要设定适当的前后脚掌压力阈值以及时间差阈值,则可以准确地区分下楼梯行为和上楼梯行为。同样地,当用户通过移动脚的全部脚掌和台阶接触来上楼梯时,另一种可能是当人的移动脚抬起向上一级台阶迈步时移动脚的后脚掌先与台阶接触然后移动脚的前脚掌再与台阶接触。这种上楼梯行为中移动脚的前后脚掌与台阶接触的顺序与平地行走行为中移动脚的前后脚掌与台阶接触的顺序相同。但由于平地行走行为和上楼梯行为中,移动脚的前脚掌压力值Fforward和后脚掌压力值Fback是不同的,移动脚的前后脚掌与地面/台阶接触的时间差也是不同的,具体来说,上楼梯行为中移动脚的前后脚掌与地面接触的时间差明显小于平地行走行为中移动脚的前后脚掌与地面接触的时间差。因此,只要设定适当的前后脚掌压力阈值以及时间差阈值,则可以准确地区分平地行走行为和上楼梯行为。
在本实施例中,假设智能定位鞋通过上述方法判断出在第i次移动行为中用户的左脚是静止脚右脚是移动脚,下文将基于此对后续步骤进行说明。
在步骤S102中,智能定位鞋检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断用户的移动行为以及在该移动行为中用户的静止脚和移动脚之后,智能定位鞋中配置在用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,智能定位鞋中配置在用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收该超声波信号。
具体地,在本实施例中,左脚鞋子和右脚鞋子上均设置有一个超声波发射器和两个超声波接收器。请参考图2,图2是根据本发明的一个具体实施例的超声波发射器和超声波接收器的配置方式示意图。如图所示,在本实施例中,所述超声波发射器设置在智能定位鞋前端的鞋头表面上,下文中将该超声波发射器称为前部超声波发射器,在图2中左脚鞋子和右脚鞋子上的前部超声波发射器分别以a1和a2表示。两个超声波接收器分别设置在智能定位鞋脚内踝一侧的鞋面上和智能定位鞋后部的鞋跟表面上,下文中将该两个超声波接收器分别称为中部超声波接收器和后部超声波接收器,在图2中左脚鞋子和右脚鞋子上的中超声波接收器分别以b1和b2表示,左脚鞋子和右脚鞋子上的后部超声波接收器分别以c1和c2表示。
需要说明的是,在本实施例中,将用户移动脚上的智能定位鞋的鞋头的位置定义为移动脚的位置,即将移动脚上的智能定位鞋的鞋头的地理位置信息作为移动脚的地理位置信息。如此一来,针对于平地行走行为来说,移动脚上的智能定位鞋的鞋头的地理位置信息即为用户的地理位置信息。由于本实施例中前部超声波发射器设置在智能定位鞋的鞋头上,因此,针对于平地行走行为来说,当用户的移动脚落下与地面接触时,智能定位鞋将移动脚上的智能定位鞋的前部超声波发射器的地理位置信息作为用户的地理位置信息。本领域技术人员可以理解的是,本发明所提供的智能定位方法并不仅仅限于上述的将智能定位鞋的鞋头位置定义为移动脚的位置,在实际应用中移动脚上的智能定位鞋上的任一点的位置均可被定义为移动脚的位置。此外,还需要说明的是,在室内环境中,若用户一直平地行走则高程不会发生改变,而用户在上楼梯或者下楼梯时智能定位鞋定位的用户所在的楼层数而并非是用户的高程,因此,为了简明起见,下文中在计算移动脚的地理位置信息时,将该地理位置信息简化为仅以经度和纬度表示而省略高程。
在本实施例中,针对于用户的第i次移动行为,当智能定位鞋中的处理模块判断出用户的左脚是静止脚右脚是移动脚时,触发左脚鞋子上的前部超声波发射器a1向右脚鞋子发射超声波信号,右脚鞋子上的中部超声波接收器b2以及后部超声波接收器c2分别接收该超声波信号。智能定位鞋的左脚鞋子和右脚鞋子上均设置有无线收发器,当处理模块判断出用户的左脚是静止脚右脚是移动脚后,处理模块控制右脚鞋子上的无线收发器向左脚鞋子发出测距启动信号,左脚鞋子上的无线收发器接收到该测距启动信号后,触发左脚鞋子上的前部超声波发射器a1向右脚鞋子发射超声波信号。在本实施例中,无线收发器采用的是电磁波收发器,相应地,测距启动信号是电磁波信号。
在本实施例中,右脚鞋子的处理模块控制电磁波收发器向用户左脚鞋子发送电磁波信号,并记录该电磁波信号的发射时刻t1。左脚鞋子的电磁波收发器接收到该电磁波信号后,触发左脚鞋子上的前部超声波发射器a1向右脚鞋子发射超声波信号。当右脚鞋子上的中部超声波接收器b2以及后部超声波接收器c2接收到超声波信号后,右脚鞋子中的处理模块检测中部超声波接收器b2接收到超声波信号的时刻t2、以及后部超声波接收器c2接收到超声波信号的时刻t3
此处需要说明的是,在本实施例中,超声波发射器设置在鞋子前端的鞋头表面上、两个超声波接收器分别设置在鞋子脚内踝一侧的鞋面上和该鞋子后部的鞋跟表面上,并将移动脚上的鞋子的超声波发射器的地理位置信息(即将移动脚上的鞋子的鞋头的地理位置信息)作为移动脚的地理位置信息。本领域技术人员可以理解的是,超声波发射器和超声波接收器的设置和移动脚的地理位置信息的定义并不限于上述实施例。举例说明,在其他实施例中,超声波发射器可以设置在鞋子脚内踝一侧的鞋面上、两个超声波接收器分别设置在该鞋子后部的鞋跟表面上和该鞋子前端的鞋头表面上,并将移动脚上的鞋子的超声波发射器的地理位置信息(即将移动脚上的鞋子的脚内踝一侧的地理位置信息)作为移动脚的地理位置信息。为了简明起见,在此不再对超声波发射器和两个超声波接收器的所有可能的设置方式一一进行列举。
在步骤S103中,智能定位鞋根据用户的静止脚的地理位置信息以及超声波信号的传输时间计算得到用户的移动脚的地理位置信息。
具体地,假设智能定位鞋开始对用户进行定位时用户的地理位置信息是(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0),那么,智能定位鞋将该地理位置信息作为定位的起始位置信息,同时也作为用户第1次移动时其静止脚的地理位置信息。若以(X0,Y0,Z0)表示用户第1次移动时其静止脚的地理位置信息,则(X0,Y0,Z0)等于(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)。在本实施例中,(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)和(X0,Y0,Z0)所基于的坐标系均是WGS-84坐标系,其中,Xuser.0和X0表示经度,Yuser.0和Y0表示纬度,Zuser.0和Z0表示高程。关于如何得到(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)将在后文中进行说明。
智能定位鞋开始对用户进行定位后,将首先以起始位置(即在WGS-84坐标系下地理位置信息是(X0,Y0,Z0)的位置)作为原点(0,0,0)构建一个直角坐标系(下文中称为自定义直角坐标系),其中,以地磁正东方向作为x轴的正方向,以地磁正北方向作为y轴的正方向,以垂直于x轴和y轴所构成的平面并远离地心的方向作为z轴的正方向。开始定位时,在自定义直角坐标系下,当用户第1次移动时,智能定位鞋原点(0,0,0)作为用户静止脚的位置信息计算移动完成时用户的移动脚在该自定义直角坐标系下的位置信息然后结合第1次移动时用户静止脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(X0,Y0,Z0),采用合适的投影方法以及变形误差控制算法,计算出在WGS-84坐标系下对应的坐标,即用户完成第1次移动后移动脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(X1,Y1,Z1);当用户第2次移动时,智能定位鞋以该自定义直角坐标系下的作为用户静止脚的位置信息计算移动完成时用户的移动脚在该自定义直角坐标系下的位置信息然后结合第2次移动时用户静止脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(X1,Y1,Z1)(即第1次移动完成时用户的移动脚的地理位置信息),计算出在WGS-84坐标系下对应的坐标,即用户完成第2次移动后移动脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(X2,Y2,Z2);后面的移动以此类推,不再赘述。
下面,以针对于第i次移动行为为例(其中i是整数且i≥2),说明智能定位鞋如何计算用户完成第i次移动行为后其移动脚在自定义直角坐标系内的位置信息。其中,上文中提到,为了简明起见,将用户在WGS-84坐标系下的地理位置信息简化为仅以经度和纬度表示而省略高程,那么相应地,计算用户在自定义直角坐标系下的位置信息也仅仅以x轴和y轴上的数值进行表示。
具体地,请参考图3,图3是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的原理示意图。如图所示,图3中用户左脚的智能定位鞋以前部超声波发射器a1、中部超声波接收器b1和后部超声波接收器c1三者之间的连线a1-b1-c1进行示意性表示,右脚的智能定位鞋以前部超声波发射器a2、中部超声波接收器b2和后部超声波接收器c2三者之间的连线a2-b2-c2进行示意性表示。本实施例中左脚是静止脚右脚是移动脚,其中,左脚的地理位置信息(即左脚鞋子上的前部超声波发射器a1的地理位置信息)在第i-1次移动行为完成时已经计算出来,在自定义直角坐标系下该前部超声波发射器a1的位置信息以表示,其中,分别表示第i-1次移动行为完成时前部超声波发射器a1所在位置在自定义直角坐标系的x轴和y轴上的数值,即在地磁正东方向和地磁正北方向上相对于原点的偏移量,相应地,在WGS-84坐标系下该前部超声波发射器a1的地理位置信息以(Xi-1,Yi-1)表示,其中,Xi-1和Yi-1分别表示第i-1次移动行为完成时前部超声波发射器a1所在位置在WGS-84坐标系下的经度和纬度。
在本实施例中,智能定位鞋根据用户的静止脚的地理位置信息以及超声波信号的传输时间计算得到用户的移动脚的地理位置信息包括:智能定位鞋根据超声波信号的传输时间计算得到静止脚上的超声波发射器分别与移动脚上的两个超声波接收器之间的距离;智能定位鞋根据静止脚的地理位置信息、静止脚上的超声波发射器分别与移动脚上的两个超声波接收器之间的距离、以及移动脚上的两个超声波接收器的在智能定位鞋上的设置位置计算用户的移动脚的地理位置信息。
具体地,首先,右脚鞋子中的处理模块根据t1、t2和t3计算得到Δt21=t2-t1以及Δt31=t3-t1。此处需要说明的是,由于电磁波信号的传播速度非常快而且在行走过程中左脚和右脚之间的距离也非常有限,因此从右脚鞋子的电磁波收发装置发射电磁波信号开始到左脚鞋子的电磁波收发装置接收到该电磁波信号的过程所需要的时间极短,基本可以忽略,那么可以将左脚鞋子的前部超声波发射器a1发射超声波信号的时刻近似为t1,如此一来,从左脚鞋子的前部超声波发射器a1发射超声波信号开始到右脚鞋子的中部超声波接收器b2收到该超声波信号的过程所需要的时间近似等于Δt21,从左脚鞋子的前部超声波发射器a1发射超声波信号开始到右脚鞋子的后部超声波接收器c2收到该超声波信号的过程所需要的时间近似等于Δt31。以V0表示超声波在空气中的传输速度,处理模块可以计算得到用户左脚鞋子的前部超声波发射器a1和右脚鞋子的中部超声波接收器b2之间的距离La1-b2=V0×Δt21,用户左脚鞋子的前部超声波发射器a1和右脚鞋子的后部超声波接收器c2之间的距离La1-c2=V0×Δt31。需要说明的是,在中部超声波接收器和后部超声波接收器接收超声波信号的过程中,如果由于环境中存在遮挡导致两个超声波接收器接收到超声波信号的时间过长(即Δt21和Δt31正常接收时间相比存在明显异常)、或者其中一个超声波接收器接收到超声波信号的时间过长(即Δt21或Δt31正常接收时间相比存在明显异常),则不能利用该接收时间进行计算,否则会导致计算结果不准确。在这种情况下,可以利用专门的算法对Δt21和/或Δt31进行修正,然后利用修正后的数值进行后续的计算;又或者,获取与该次移动相邻的前多个相同的移动行为中的Δt21和/或Δt31,相应计算Δt21、Δt31的平均值,并以该平均值作为该次移动中接收时间。
优选地,为了得到更加准确的定位结果,可以考虑从右脚鞋子的电磁波收发装置发射电磁波信号开始到左脚鞋子的电磁波收发装置接收到该电磁波信号这一过程所需要的时间,首先对Δt21和Δt31分别进行修正得到Δtreal21和Δtreal31,其中,Δtreal21=Δt21-c,Δtreal31=Δt31-c,c为常数,该常数c是通过对大量用户样本在平地行走行为中电磁波信号传播时间进行统计分析所得到的经验值。然后利用修正得到的Δtreal21和Δtreal31计算得到La1-b2=V0×Δtreal21和La1-c2=V0×Δtreal31
接下来,处理模块计算用户右脚鞋子的前部超声波发射器a2的地理位置信息。具体地,如图3所示,用户左脚鞋子的前部超声波发射器a1、用户右脚鞋子的中部超声波接收器b2和后部超声波接收器c2构成一个三角形。下文中,将以a1-b2表示前部超声波发射器a1和中部超声波接收器b2之间的连线,以a1-c2表示前部超声波发射器a1和后部超声波接收器c2之间的连线,以b2-c2表示中部超声波接收器b2和后部超声波接收器c2之间的连线。其中,连线a1-b2的长度等于La1-b2,连线a1-c2的长度等于La1-c2,连线b2-c2的长度等于d1(由于中部超声波接收器b2和后部超声波接收器c2的位置是固定的,因此d1的数值也是确定的,只是不同尺码的智能定位鞋的d1数值不同而已)。首先,处理模块根据La1-b2、La1-c2和d1计算连线a1-b2和连线a1-c2之间的夹角α以及连线a1-b2和连线b2-c2之间的夹角β,如下:
α = arccos L 2 a 1 - b 2 + L 2 a 1 - c 2 - d 1 2 2 × L a 1 - b 2 × L a 1 - c 2
β = arccos L 2 a 1 - b 2 + d 1 2 - L 2 a 1 - c 2 2 × L a 1 - b 2 × d 1
接着,处理模块计算用户右脚鞋子的中部超声波接收器b2的地理位置信息,其中,中部超声波接收器b2在自定义直角坐标系下的位置信息以表示,计算方式如下:
x ^ b 2 = x ^ i - 1 + L a 1 - b 1 × s i n ( β + γ )
y ^ b 2 = y ^ i - 1 + L a 1 - c 1 × c o s ( β + γ )
其中,智能定位鞋中的左脚鞋子和右脚鞋子中均设置有地磁传感器,γ是通过该地磁传感器所测量得到的移动脚的地磁方向。在本实施例中,移动脚的地磁方向是连线b2-c2与北方向之间的夹角。
然后,处理模块根据用户右脚鞋子的中部超声波接收器b2在自定义直角坐标系下的地理位置信息计算用户右脚的前部超声波发射器a2在自定义直角坐标系下的地理位置信息,其中,前部超声波发射器a2在自定义直角坐标系下的位置信息以表示,计算方式如下:
x ^ i = x ^ b 2 + d 2 × s i n ( λ + γ - 180 )
y ^ i = y ^ b 2 + d 2 × c o s ( λ + γ - 180 )
其中,d2是右脚上的智能定位鞋的前部超声波发射器a2和中部超声波接收器b2之间连线a2-b2的长度,λ是连线a2-b2和连线b2-c2之间的优角。由于鞋子的尺寸、前部超声波发射器a2、中部超声波接收器b2和后部超声波接收器c2的位置均是固定的,因此d2和λ的具体数值也是确定的(不同尺码的智能定位鞋的d2和λ不相同)。
需要说明的是,图3是针对于行走方式是标准的情况进行说明的,即用户行走时其脚尖朝向前方双脚基本处于平行状态。但是在实际生活中,用户行走时双脚不一定一直处于基本平行状态,一种情况是,存在部分用户其行走方式并不标准,比较常见的例如行走时脚尖朝向内侧(俗称内八字)以及行走时脚尖朝向外侧(俗称外八字),如此一来无法保证用户的双脚基本平行,另一种情况是,用户行走过程中遇到需要左转、右转等情况,此时用户的双脚也无法继续保持基本平行。针对于上述两种情况来说,在计算用户移动脚上中部超声波接收器和后部超声波接收器的位置信息时所采用的计算公式不同于上述用于标准行走方式的计算公式,需要进行调整(主要是由于不同行走方式中智能定位鞋朝向的变化导致中部超声波接收器和后部超声波接收器接收超声波信号的角度发生了变化,进而导致不同行走方式的计算公式中涉及角度的部分有所不同)。本领域的技术人员可以理解的是,本发明所提供的智能定位方法的核心思想在于,在平地行走中,用户一只脚上的超声波发射器与另一只脚上的两个超声波接收器之间满足三角形位置关系,基于该三角形位置关系来计算用户移动脚的位置信息。也就是说,不管用户是脚尖朝向前方双脚平行行走还是采用不标准方式行走、亦或是用户出现转弯等情况,用户移动脚的位置信息均是遵循于上述核心思想计算得到的,因此,为了简明起见,本文仅对超声波发射器设置在智能定位鞋前端的鞋头表面上、两个超声波接收器分别设置在智能定位鞋脚内踝一侧的鞋面上和智能定位鞋后部的鞋跟表面上以及用户脚尖朝向前方双脚平行行走的情况所使用的计算公式进行了说明,而不再对其他情况中可能使用的所有计算公式进行一一列举。此外还需要说明的是,现有技术中,针对于用户行走方式存在明确的判断方法,因此,当智能定位鞋判断出用户的行走方式后选择相应的计算公式即可。
当处理模块计算得到第i次移动行为完成时用户右脚的前部超声波发射器a2在自定义直角坐标系下的位置信息时,将该前部超声波发射器a2在自定义直角坐标系下的位置信息作为第i次移动行为完成时用户右脚(即移动脚)在自定义直角坐标系下的地理位置信息。
计算得到第i次移动行为完成时用户右脚(即移动脚)的前部超声波发射器a2在自定义直角坐标系下的位置信息后,根据该自定义直角坐标系与WGS-84坐标系之间的对应关系、以及第i次移动时用户的左脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(Xi-1,Yi-1)(即第i-1次移动完成时用户左脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息)将转换为WGS-84坐标系下的相应数值,即用户完成第i次移动后右脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(Xi,Yi)。其中,将自定义直角坐标系下的转换为WGS-84坐标系下的(Xi,Yi)的方法本领域技术人员所熟悉的技术手段,为了简明起见,在此不再对转换步骤进行具体说明。
智能定位鞋采用自定义直角坐标系首先在该自定义直角坐标系下计算得到用户移动脚的地理位置信息然后再转换为WGS-84坐标系下相应的数值,这样做的好处在于:第一、由于地球表面并不是真正的平面,因此利用例如WGS-84坐标系等现有坐标系在小范围(即几百米)内可以得到较为准确的用户的地理位置信息,而在大范围内则会出现偏差。而智能定位鞋是根据地球表面的特征自定义直角坐标系,即使用户在大范围内移动也可以准确地计算出用户在自定义直角坐标系下的地理位置信息,如此一来,智能定位鞋对用户在自定义直角坐标系下的地理位置信息进行转换后,得到的用户在例如WGS-84坐标系等现有坐标系下相应的数值也是准确的;第二、智能定位鞋开始工作时只是将用户的位置作为自定义直角坐标系的原点,和用户的位置的地理位置信息所采用的坐标系无关(例如在本实施例中,用户的地理位置信息采用的是WGS-84坐标系进行表示),也就是说,对于用户的地理位置信息采用的坐标系没有任何限制。
通过转换得到用户的右脚(即移动脚)在WGS-84坐标系下的地理位置信息(Xi,Yi)后,将第i次移动行为以及第i次移动行为完成时用户右脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息保存至寄存器中。在本实施例中,该寄存器设置在智能定位鞋中,其中,该寄存器可以设计为集成在处理模块中,也可以设计为独立于处理模块。
需要说明的是,上述计算用户移动脚上的前部超声波发射器的地理位置信息的方法是针对于用户双脚在同一水平面上的情况,因此,当用户在上楼梯或下楼梯的过程中,由于用户的双脚并不在同一水平面上,该计算方法得到的地理位置信息其实并不是用户移动脚上前部超声波发射器的准确地理位置信息。但是在本发明中,针对于用户上楼梯行为和下楼梯行为,对用户定位得到的位置是用户的楼层数,因此,在用户上楼梯或下楼梯的过程中虽然用户移动脚上前部超声波发射器的地理位置信息并不准确,但并不影响对用户所在楼层数的判断。
在步骤S104中,智能定位鞋根据用户的移动行为、与该移动行为相邻的前一移动行为以及用户的移动脚的地理位置信息确定用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数。
具体地,若用户的第i次移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为(即第i-1次移动行为)是上楼梯行为或下楼梯行为,则说明用户正在上楼梯中或下楼梯的过程中,针对这种情况,处理模块既不需要确定用户的地理位置信息也不需要确定用户所在的楼层数。
若用户的第i次移动行为是平地行走行为且第i-1次移动行为是平地行走行为,则说明用户正在平地行走的过程中,针对这种情况,处理模块将用户完成第i次移动行为时右脚(即移动脚)的地理位置信息作为用户的地理位置信息,即第i次移动行为完成后确定用户的地理位置信息(Xuser.i,Yuser.i)等于(Xi,Yi)。
若用户的第i次移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且第i-1次移动行为是平地行走行为,则说明用户结束平地行走行为而开始上楼梯或者下楼梯,针对于这种情况,第i-1次移动行为完成时用户的地理位置信息(Xuser.i-1,Yuser.i-1)即为楼梯入口的地理位置信息。处理模块将楼梯入口的地理位置信息设置为(Xuser.i-1,Yuser.i-1)并将楼梯入口的地理位置信息(Xuser.i-1,Yuser.i-1)保存至寄存器中,但此时处理模块既不需要确定用户的地理位置信息也不需要确定用户所在的楼层数。
若用户的第i次移动行为是平地行走行为且第i-1次移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,则说明用户从上楼梯行为或下楼梯行为转变为平地行走行为,针对这种情况,处理模块从寄存器中读取出最近一次保存的楼梯入口的地理位置信息。针对于一层楼的楼梯出口的位置与楼梯入口的位置基本相同情况,用户的第i次移动行为完成后,用户的地理位置信息(Xuser.i,Yuser.i)=楼梯出口的地理位置信息+(Xi,Yi)-(Xi-1,Yi-1)=楼梯入口的地理位置信息+(Xi,Yi)-(Xi-1,Yi-1);针对于一层楼的楼梯出口的位置与楼梯入口的位置不相同的情况,首先通过对楼梯入口的地理位置信息进行修正以得到楼梯出口的地理位置信息,然后计算第i次移动行为完成后用户的地理位置信息(Xuser.i,Yuser.i)=修正后的楼梯出口的地理位置信息+(Xi,Yi)-(Xi-1,Yi-1)。此外,除了对用户的地理位置信息进行确定之外,还需要对用户所在的楼层数进行确定。方法如下:若第i次移动行为是平地行走行为且第i-1次移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,即用户的移动行为发生了转变,处理模块获取与该次转变最接近的一次移动行为的转变,若与该次转变最接近的一次移动行为的转变是从平地行走行为转变为上楼梯行为或下楼梯行为,则说明用户从平地行走行为变为上楼梯行为或下楼梯行为、然后结束上楼梯行为或下楼梯行为又变为平地行走状态,即用户上了一层楼或者下了一层楼,此时,处理模块对用户所在的楼层数增加1或减少1。
需要说明的是,上述针对于第i次移动行为中移动脚的地理位置信息(Xi,Yi)是基于第i次移动行为中静止脚的地理位置信息计算得到的,也就是基于第i-1次移动行为完成时移动脚的地理位置信息(Xi-1,Yi-1)计算得到的,其中i是自然数且i≥2。下面对i=1的情况进行说明,即对智能定位鞋如何计算第1次移动行为完成时移动脚的地理位置信息(X1,Y1)进行说明。
具体地,在本实施例中,智能定位鞋接收到触发指令后根据该触发指令进入工作状态,开始对用户的位置进行定位。也就是说,智能定位鞋受到触发后开始检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断用户的第1次移动行为以及在该第1次移动行为中用户的静止脚和移动脚。
下面对如何触发智能定位鞋进入工作状态进行说明。具体地,在本实施例中,当用户的智能终端和卫星失去通信从而导致智能终端无法通过卫星定位的方式获得用户的地理位置信息时,通过触发运行在该智能终端上的客户端向智能定位鞋发送所述触发指令。所述智能终端包括但不限于安装了Symbian、WindowsMobile、iOS、Android、Maemo、WebOS、PalmOS或BlackberryOS等终端操作系统的智能手机、智能PDA、平板电脑、智能手表或手持式嵌入式智能设备。所述客户端通过短距离无线通信的方式向智能定位鞋发送触发指令。优选地,所述短距离无线通信的方式采用蓝牙通信的方式。
下面,以一个具体的应用场景对如何触发运行在智能终端上的客户端向智能定位鞋发送触发指令进行说明。在该具体应用场景中,智能终端采用的是具有卫星定位功能的智能手机,短距离无线通信采用的是蓝牙通信,用户的地理位置信息采用WGS-84坐标系表示。
当用户处于室外环境时,用户的智能手机通过卫星定位(例如GPS、北斗等)的方式可以精准得到用户所在位置的地理位置信息,该地理位置信息包括用户所在位置的经度、纬度和高程。而当用户进入室内环境后,由于存在遮挡的缘故会导致智能手机和卫星失去通信,因此智能手机将无法通过卫星对用户进行定位。当客户端检测到智能手机和卫星失去通信时,记录智能手机和卫星失去通信前智能手机最后一次通过卫星定位方式所得到的用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0),其中Xuser.0、Yuser.0、Zuser.0分别表示用户所在位置的经度、纬度和高程。接着,客户端通过蓝牙通信的方式向智能定位鞋发送触发指令以及用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0),智能定位鞋接收到该触发指令后根据该触发指令进入工作状态,以地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)作为初始地理位置信息开始对用户进行定位。又或者,当用户进入室内环境以后,用户可以手动对客户端进行操作以触发客户端获取该时刻智能手机通过卫星定位方式所得到的用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)。客户端得到用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)后,通过蓝牙通信的方式向智能定位鞋发送触发指令以及用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0),智能定位鞋接收到该触发指令后根据该触发指令进入工作状态,以地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)作为初始地理位置信息开始对用户进行定位。需要说明的是,智能定位鞋开始工作时,用户的位置信息除了包括上述用户的初始地理位置信息之外还包括用户所在的初始楼层数,在本实施例中,当智能定位鞋进入工作状态后将用户所在的初始楼层数设定为1。
上述应用场景中是在智能手机和卫星失去通信的情况下触发智能定位鞋对用户的位置进行定位,本领域技术人员应该可以理解的是,本发明所提供的智能定位方法并不仅仅限于上述应用场景,在智能手机和卫星并未失去通信的场景中,用户也可以根据其自身需求选择通过智能定位鞋进行定位。
智能定位鞋利用步骤S101中的方法开始检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断用户的第1次移动行为以及在该第1次移动行为中用户的静止脚和移动脚。此处同样将用户静止脚和移动脚的地理位置信息简化为仅以经度和纬度表示而省略高程。当智能定位鞋判断出第1次移动行为中用户的静止脚和移动脚后,将用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0)作为用户的静止脚的地理位置信息,以(X0,Y0)表示第1次移动行为中用户的静止脚的地理位置信息的偏移位置,则(X0,Y0)等于(Xuser.0,Yuser.0);接着智能定位鞋利用步骤S102中的方法由静止脚上的超声波发射器发射超声波信号,该超声波信号由移动脚上的两个超声波接收器分别接收;然后智能定位鞋利用步骤S103中的方法建立自定义直角坐标系并以(X0,Y0)所在位置作为该自定义直角坐标系的原点,计算用户移动脚在自定义直角坐标系下的位置信息然后再将转换至WGS-84坐标系下相应的经度和纬度,即用户的移动脚在WGS-84坐标系下的地理位置信息(X1,Y1)。
在一个应用场景中,用户从室外环境进入至室内环境时,客户端检测到智能手机和卫星失去通信后,记录智能手机和卫星失去通信前智能手机最后一次通过卫星定位方式所得到的用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)。接着用户继续在室内移动,当用户移动到某一位置后,用户希望通过手动触发客户端的方式触发智能定位鞋进入工作状态。由于用户进入室内环境后发生了移动,用户当前的地理位置信息不再是(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0),因此,当用户手动触发客户端时,客户端首先需要重新定位用户当前的地理位置信息。客户端首先需要重新定位用户当前的地理位置信息的方法如下:客户端对预存的该建筑物的室内结构图进行显示;用户在该室内结构图中相应标注出自己当前的位置后,客户端根据建筑物入口的地理位置信息(即智能手机最后一次通过卫星定位方式所得到的用户的地理位置信息(Xuser.0,Yuser.0,Zuser.0)、以及用户在室内结构图中标注的位置计算出用户当前的地理位置信息(Xuser.0′,Yuser.0′,Zuser.0′)。客户端重新定位用户当前的地理位置信息后,将触发智能定位鞋进入工作状态的触发指令以及用户当前的地理位置信息(Xuser.0′,Yuser.0′,Zuser.0′)发送至智能定位鞋,智能定位鞋后续将以(Xuser.0′,Yuser.0′,Zuser.0′)所在的位置作为原点建立自定义直角坐标系。
在另一个应用场景中,在智能手机和卫星失去通信前,用户已手动操作客户端触发智能定位鞋进入工作状态,此时客户端将用户手动操作时用户的地理位置信息作为初始位置信息发送至智能定位鞋。在智能定位鞋工作过程中,若客户端检测到智能手机和卫星失去通信,也不再重新触发智能定位鞋工作。
请参考图4,图4是根据本发明的一个优选实施例的智能定位方法的流程图。如图所示,该智能定位方法包括:
在步骤S201中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
在步骤S202中,所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;
在步骤S203中,所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
在步骤S204中,所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息;
在步骤S205中,所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
下面,仍以智能定位鞋作为智能定位装置的一个具体产品形态对步骤S201至步骤S205进行说明。
具体地,在步骤S201中,智能定位鞋检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断用户的移动行为以及在该移动行为中用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为(下文中以STATEplane表示)、上楼梯行为(下文中以STATEup表示)或下楼梯行为(下文中以STATEdown表示)。步骤S201中与前述步骤S101相同,为了简明起见,请参考本文前述部分中步骤S101的相关内容,在此不再重复描述。针对于用户的第i次移动来说,如果在用户的第i次移动中,由于意外因素(例如用户的移动行为出现异常)导致智能定位鞋的判断出现错误,则后续智能定位鞋对于用户的定位都将受到影响。举例说明,用户在平地行走过程中的某一迈步行为中,用户仅用前脚掌与地面接触而导致智能定位鞋将用户的移动行为误判为上楼梯行为,该误判将造成后续智能定位鞋对用户进行错误的定位。因此,智能定位鞋在判断出用户在第i次移动中的移动行为之后需要进一步确定用户在第i次移动中的修正移动行为。
此处,为了将步骤S201中智能定位鞋判断得到的用户的移动行为和步骤S202中修正后的修正移动行为进行区分,下文中,将步骤S201中智能定位鞋判断得到的用户的移动行为称为候选移动行为,且以CandNO.i表示第i次移动中智能定位鞋判断得到的用户的候选移动行为。其中,i为整数且i≥1。
在步骤S202中,智能定位鞋根据候选移动行为、以及该候选移动行为之前的连续多次候选移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为。
具体地,针对用户的第i次移动,智能定位鞋中的处理模块判断得到用户的候选移动行为是CandNO.i后,将CandNO.i存储至寄存器内,并从寄存器内选取最近N次移动的候选移动行为,即CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.i-N+1。处理模块对CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.i-N+1进行检测,若该N个候选移动行为一致,均为STATEx(x为plane、up或down),说明用户的移动已经稳定,则确定用户第i次移动的修正移动行为(下文以StateNO.i表示)即为STATEx,若该N个候选移动行为不一致,认为用户的移动不稳定,步骤S201中候选移动行为的判断存在错误,则确定用户的第i次移动的修正行为StateNO.i为第i-1次移动中的修正移动行为StateNO.i-1。处理模块判断得到用户的第i次移动的修正移动行为StateNO.i-1后,将该修正移动行为StateNO.i-1存储至寄存器内。
以下几点需要说明。第一、N的具体取值为通过对大量用户样本在室内环境中移动行为的统计分析而得到的经验值。第二、寄存器中可以存储用户所有移动的候选移动行为,但是考虑到存储数据的有用性以及寄存器存储空间的限制,在本实施例中,寄存器中仅保存最近2N次移动的候选移动行为。举例说明,当用户的第i次移动完成后,智能定位鞋的寄存器中存储的候选移动行为包括CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.i-2N+1,而其他候选移动行为将被删除。如果i<2N,寄存器中记录从第1次移动开始到第i次移动的候选移动行为。第三,针对于用户的第1次移动,用户的修正移动行为StateNO.1等于用户的候选移动行为CandNO.1,针对于用户的第i次移动,其中1<i<N,智能定位鞋从寄存器内选取第1次至第i次移动的候选移动行为,即CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.1,并对CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.1进行检测,若该i个候选移动行为一致,均为STATEx(x为plane、up或down),则判断用户第i次移动的修正移动行为StateNO.i为STATEx,若该i个候选移动行为不一致,则判断用户的第i次移动的修正移动行为StateNO.i仍为第i-1次移动的修正移动行为StateNO.i-1
在步骤S203中,智能定位鞋中配置在用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,所述智能定位鞋中配置在用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收该超声波信号。步骤S203中与前述步骤S102相同,为了简明起见,请参考本文前述部分中步骤S102的相关内容,在此不再重复描述。
在步骤S204中,所述智能定位鞋根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息。步骤S204中与前述步骤S103相同,为了简明起见,请参考本文前述部分中步骤S103的相关内容,在此不再重复描述。其中,第i次移动中用户的移动脚的地理位置信息以PosNO.i表示(PosNO.i包括经度、纬度以及高程,为了简明起见,在此仅以PosNO.i表示)。在本实施例中,寄存器中仅保存最近2N次移动的候选移动行为,相应地,寄存器中也仅保存最近2N次移动中用户的移动脚的地理位置信息。举例说明,当用户的第i次移动完成后,智能定位鞋的寄存器中存储的候选移动行为包括CandNO.i、CandNO.i-1、…CandNO.i-2N+1,相应地,寄存器中存储的用户的移动脚的地理位置信息包括PosNO.i-1、…PosNO.i-2N+1
在步骤S205中,智能定位鞋根据用户的修正移动行为、与该修正移动行为相邻的前一修正移动行为以及用户的移动脚的地理位置信息确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
具体地,以第i次移动为例对智能定位如何确定用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数进行说明。当第i次移动完成后,智能定位鞋判断得到用户第i次移动的修正移动行为是StateNO.i以及计算得到第i次移动完成后用户的移动脚的地理位置信息是PosNO.i
I、若用户的StateNO.i为STATEup(或STATEdown)且StateNO.i-1同样为STATEup(或STATEdown),说明用户在上楼梯(或下楼梯)中,此时处理模块既不需要确定用户的地理位置信息也不需要确定用户所在的楼层数。
II、若用户的StateNO.i为STATEplane且StateNO.i-1同样为STATEplane,说明用户在平地行走中,此时处理模块将该次迈步结束后智能定位鞋计算得到的用户的移动脚的地理位置信息作为用户的地理位置信息,若以Posuser.i表示地第i次移动行为完成后用户的地理位置信息,则Posuser.i=PosNO.i
III、若用户的StateNO.i为STATEup(或STATEdown)而StateNO.i-1为STATEplane,说明用户从平地行走行为转变为上楼梯行为(或下楼梯行为),则处理模块从寄存器中获取第i-N次移动完成后用户的移动脚的地理位置信息PosNO.i-N,其中,第i-N次移动的候选移动行为CandNO.i-N为STATEplane,是与第i次移动最接近的一次候选移动行为是STATEplane的移动。也就是说,用户在第i-N次移动中是平地行走而第i-N+1次移动时用户开始上楼梯(或下楼梯),因此,PosNO.i-N是楼梯入口的位置信息(以Posstair-in表示楼梯入口的位置信息)。处理模块将楼梯入口的位置信息Posstair-in设置为PosNO.i-N并将楼梯入口的地理位置信息Posstair-in保存至寄存器中,但处理模块既不需要确定用户的地理位置信息也不需要确定用户所在的楼层数。
IV、若用户的StateNO.i为STATEplane而StateNO.i-1为STATEup(或STATEdown),说明用户从上楼梯行为(或下楼梯行为)转变为平地行走行为,则处理模块从寄存器中获取第i-N+1次移动完成后用户的移动脚的地理位置信息PosNO.i-N,其中,第i-N+1次移动的候选移动行为CandNO.i-N为STATEplane,是与第i次移动最接近的一次候选移动行为是STATEplane的移动。针对于一层楼的楼梯出口的位置(以Posstair-out表示楼梯出口的位置信息)与楼梯入口的位置基本相同的情况,在第i次移动完成后用户的地理位置信息Posuser.i的计算方法如下,Posuser.i=Posstair-out+(PosNO.i-PosNO.i-N+1),其中Posstair-out的取值为寄存器中最近一次存储的楼梯入口的地理位置信息Posstair-in的值。针对于一层楼的楼梯出口的位置与楼梯入口的位置不相同的情况,首先通过对楼梯入口的地理位置信息进行修正以得到楼梯出口的地理位置信息,然后再利用公式Posuser.i=修正后的楼梯出口的地理位置信息+(PosNO.i-PosNO.i-N+1)计算第i次移动行为完成后用户的地理位置信息。
针对于用户的StateNO.i为STATEplane而StateNO.i-1为STATEup(或STATEdown)的情况,处理模块除了计算用户的地理位置信息Posuser.i之外,还需要对用户所在的楼层数进行确定。方法如下:若用户的StateNO.i为STATEplane而StateNO.i-1为STATEup(或STATEdown),即用户的修正移动行为从STATEup(或STATEdown)变为STATEplane,处理模块获取与该次转变最接近的一次修正移动行为的转变,若与该次转变最接近的一次修正移动行为的转变是从STATEplane变为STATEup(或STATEdown),则说明用户从平地行走行为变为上楼梯行为(或下楼梯行为)、然后结束上楼梯行为(或下楼梯行为)又变为平地行走行为,即用户上了一层楼(或下了一层楼),此时,处理模块对用户所在的楼层数增加1(或减少1)。
在智能定位鞋确定了用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数后,本发明所提供的智能定位方法还包括:智能定位鞋通过通信模块将确定的用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数发送至监控平台上。在一个具体实施例中,智能定位鞋将确定的用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数首先通过短距离无线通信(例如蓝牙通信)的方式发送至用户的智能终端的客户端,该客户端再通过无线通信(例如Wifi、GPRS等)的方式发送至监控平台。如此一来,用户本人可以通过客户端查看自己的地理位置信息和/或所在的楼层数,而他人则可以通过对监控平台上的用户的地理位置信息和/或楼层数确定用户所在的位置,从而实现了对用户的定位。在其他实施例中,智能定位鞋也可以通过无线通信(例如Wifi等)的方式将用户的地理位置信息和/或用户所在的楼层数发送至监控平台供监控人员查看。需要说明的是,用户的位置信息包括用户的地理位置信息和用户所在的楼层数,若用户在完成一次移动后,用户的地理位置信息和用户所在的楼层数只有一个发生了变化(例如在平地行走行为中用户的地理位置信息发生变化而所在楼层数不变),此时智能定位鞋可以仅仅将发生改变的信息发送至监控平台,监控平台通过对前一次移动的位置信息中发生了变化的信息进行相应更新即可。当然,虽然用户的地理位置信息和用户所在的楼层数只有一个发生了变化,智能定位鞋也可以将其二者全部发送至监控平台。
优选地,智能定位鞋将用户的地理位置信息和/或用户所在楼层数发送至监控平台后,监控平台根据用户的地理位置信息和/或用户所在楼层数在用户所在建筑物的结构图上相应标出用户的具体位置,并将标有用户具体位置的建筑物的结构图进行显示。与监控平台仅仅显示用户的地理位置信息和/或所在楼层数的方式相比较,这种图形化的方式可以使监控人员更加直观准确地知晓用户当前在该建筑物内的具体位置,更加利于监控人员的监控。其中,监控平台根据用户的地理位置信息和/或用户所在楼层数在用户所在建筑物的结构图上相应标出用户的具体位置的实现方式具有多种。在一个具体实施例中,预先获得建筑物入口的地理位置信息,根据该建筑物入口的地理位置信息、以及用户的地理位置信息和/或所在楼层数确定用户与建筑物入口的相对位置,根据该相对位置在建筑物的结构图上标出用户的具体位置。在另一个具体实施例中,当智能定位鞋检测到用户进入建筑物后,重新建立坐标系,将建筑物入口设置为原点(0,0,0),然后仍按照前述方法判断用户的移动行为以及计算用户的地理位置信息和/或所在楼层数,并获得用户的地理位置信息和/或所在楼层数与原点的相对位置,并根据该相对位置在建筑物的结构图上标出用户的具体位置。若智能定位鞋首先将用户的地理位置信息和/或用户所在楼层数发送至用户的智能终端上,那么智能终端也可以做同样的处理,对标有用户具体位置的建筑物的结构图进行显示,如此一来,用户自己也可以随时随地了解自身在建筑物中的位置。
此外,一旦客户端检测到智能终端和卫星重新通信后,即智能终端恢复卫星定位功能后,客户端触发智能定位鞋停止工作。除了客户端自动触发智能定位鞋停止工作以外,用户也可自行控制客户端使智能定位鞋停止工作。
上述说明均是以智能定位鞋作为智能定位装置的一个具体产品形态对本发明所提供的智能定位方法进行说明。针对于每只脚上的智能定位鞋来说,超声波发射器和超声波接收器可以与鞋子形成一体化,即固定在鞋子的表面上,而其他器件以及模块可以集成在电路上,该电路板可以设置在鞋垫内或者嵌在鞋内底的表面上,其中,超声波发射器和超声波接收器可以通过有线或无线的方式与鞋垫中的电路板进行连接。本领域技术人员可以理解的是,智能定位鞋仅仅是一个示意性举例,智能定位装置还可以具有其他产品形态。举例说明,智能定位装置可以包括两个智能定位子装置,分别用于用户的两只脚,其中,每一智能定位子装置上中的超声波发射器和超声波接收器可以设置在一个箍状结构上,而该智能定位子装置中的其他器件以及模块集成在电路板上,该电路板设置在鞋垫内,当用户需要利用智能定位装置定位时,只需要将鞋垫放入自己的鞋子中、以及将箍状结构套在自己的鞋子上并对超声波发射器和超声波接收器进行调节使之位于适当的位置上,其中,超声波发射器和超声波接收器优选通过无线的方式与鞋垫中的电路板进行连接,相较于智能定位鞋的方式,这种方式使得在对用户定位时不需要限定于特定的鞋子,使得对于用户的定位更加灵活便捷,用户的体验也更佳。
需要说明的是,尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作,但是,这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作,或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反,流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地,可以省略某些步骤,将多个步骤合并为一个步骤执行,和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。
本发明还提供了一种智能定位装置。请参考图5,图5是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的结构示意图。如图所示,该智能定位装置10包括:
两个智能定位子装置100,分别针对于用户的两只脚,每一所述智能定位子装置100均包括压力传感器110、处理模块120、超声波发射器130以及两个超声波接收器140;
所述压力传感器110,用于检测用户的脚掌压力值;
所述处理模块120,用于根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
所述超声波发射器130,配置在所述用户的脚上,用于从所述用户的一只脚向另一只脚发射超声波信号;
所述两个超声波接收器140,配置在所述用户脚的不同位置上,用于所述另一只脚通过该两个超声波接收器140分别接收所述超声波信号;
所述处理模块120,还用于根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息,以及还用于根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
除了上述器件之外,所述智能定位装置10进一步还包括:
无线收发器(未示出),用于当处理模块120判断出用户的静止脚和移动脚时接收所述处理模块120的触发由移动脚向静止脚发送测距启动信号,该测距启动信号用于触发静止脚上的前部超声波发射器发射超声波信号。优选地,该无线收发器采用的是电磁波收发器,相应地,测距启动信号是电磁波信号。
地磁传感器(未示出),用于测量移动脚的地磁方向。
寄存器(未示出),用于存储用户在移动中的移动行为、修正移动行为、用户的移动脚的地理位置信息、用户的地理位置信息以及用户所在的楼层数。
电源模块(未示出),用于为智能定位装置10中的各器件和各模块提供电量。优选地,该电源模块采用可反复充电的锂电池。更优选地,该电源模块可以通过例如USB口进行充电。
通信模块(未示出),用于两个智能定位子装置100之间的数据传输、以及用于将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。在一个具体实施例中,通信模块是蓝牙模块,两个智能定位子装置100通过该蓝牙模块进行数据传输,以及智能定位子装置100通过该蓝牙模块将用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至客户端进行转发至监控平台。在另一个具体实施中,该通信模块包括蓝牙模块以及WIFI模块,两个智能定位子装置100通过该蓝牙模块进行数据传输,而智能定位子装置100通过该WIFI模块将用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数直接发送至监控平台。
上述智能定位装置10中的各器件和各模块的具体工作过程请参考本文前述部分中的相关内容,为了简明起见,在此不再赘述。
优选地,所述智能定位装置10具有鞋子的结构,也就是说,智能定位装置10呈现和普通鞋子一样外形,并且同样是穿着在用户的脚上,当用户发生移动时用于对用户的位置进行定位。针对于每只脚上的智能定位鞋来说,超声波发射器130和超声波接收器140可以与鞋子形成一体化,即固定在鞋子的表面上,而其他器件以及模块可以集成在电路上,该电路板可以设置在鞋垫内或者嵌在鞋内底的表面上,其中,超声波发射器130和超声波接收器140可以通过有线或无线的方式与鞋垫中的电路板进行连接。本领域技术人员可以理解的是,智能定位鞋仅仅是一个示意性举例,智能定位装置10还可以具有其他产品形态。举例说明,智能定位装置10可以包括两个智能定位子装置100,分别用于用户的两只脚,其中,每一智能定位子装置100上中的超声波发射器130和超声波接收器140可以设置在一个箍状结构上,而该智能定位子装置100中的其他器件以及模块集成在电路板上,该电路板设置在鞋垫内,当用户需要利用智能定位装置定位时,只需要将鞋垫放入自己的鞋子中、以及将箍状结构套在自己的鞋子上并对超声波发射器130和超声波接收器140进行调节使之位于适当的位置上,其中,超声波发射器130和超声波接收器140优选通过无线的方式与鞋垫中的电路板进行连接,相较于智能定位鞋的方式,这种方式使得在对用户定位时不需要限定于特定的鞋子,使得对于用户的定位更加灵活便捷,用户的体验也更佳。
本发明还提供了一种智能定位系统。请参考图6,图6是根据本发明的一个具体实施例的智能定位系统的结构示意图。如图所示,该智能定位系统包括智能定位装置10以及监控平台20,其中:
所述智能定位装置10,用于确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数;
所述监控平台20,用于接收所述智能定位装置10发送的所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
具体地,所述智能定位装置10各部分的工作过程请参考本文前述部分中的相关内容,在此为了简明起见,不再赘述。所述智能定位装置10确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数之后,将用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数之后发送至所述监控平台20。
优选地,本发明所提供的智能定位系统还包括客户端(未示出),该客户端运行在所述用户的智能终端(未示出)上。所述客户端,一方面用于触发所述智能定位装置10进入工作状态,另一方面还可以用于将所述智能定位装置10发送的用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数转发至所述监控平台20。
本发明提供的智能定位方法可以使用可编程逻辑器件来实现,也可以实施为计算机程序软件,例如根据本发明的实施例可以是一种计算机程序产品,运行该程序产品使计算机执行用于所示范的方法。所述计算机程序产品包括计算机可读存储介质,该介质上包含计算机程序逻辑或代码部分,用于实现上述方法的各个步骤。所述计算机可读存储介质可以是被安装在计算机中的内置介质或者可从计算机主体拆卸的可移动介质(例如热拔插技术存储设备)。所述内置介质包括但不限于可重写的非易失性存储器,例如RAM、ROM、快闪存储器和硬盘。所述可移动介质包括但不限于:光存储媒体(例如CD-ROM和DVD)、磁光存储媒体(例如MO)、磁存储媒体(例如盒带或移动硬盘)、具有内置的可重写的非易失性存储器的媒体(例如存储卡)和具有内置ROM的媒体(例如ROM盒)。
本领域技术人员应当理解,任何具有适当编程装置的计算机系统都将能够执行包含在程序产品中的本发明的方法的诸步骤。尽管本说明书中描述的多数具体实施方式都侧重于软件程序,但是作为固件和硬件实现本发明提供的方法的替代实施例同样在本发明要求保护的范围之内。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外,显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤,单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。
本发明提供的智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统一方面利用超声波信号对用户进行定位,其中,使用超声波信号对用户的定位的优点在于成本低廉、不容易受到用户所在环境的限制;另一方面,在对用户进行定位时,首先,用户的一只脚上的超声波发射器发射超声波信号另外一只脚上设置有位于不同位置的两个超声波接收器分别用来接收该超声波信号,然后根据用户的该一只脚的地理位置信息、超声波信号在两只脚之间的传输时间以及两个超声波接收器之间的相对位置来确定用户的地理位置信息,如此一来,可以实现对用户在平面内的精准定位,其精准程度可以达到厘米级;又一方面,通过对上楼梯行为和下楼梯行为的检测,还实现了对用户在空间内(所在楼层数)的精准定位。
以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (21)

1.一种智能定位方法,该智能定位方法包括:
智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号,所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息;
所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
2.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,在智能定位装置检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚之前,该智能定位方法还包括:
所述智能定位装置根据客户端发送的触发指令进入工作状态,其中,所述客户端运行在所述用户的智能终端上,所述客户端检测到所述智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位时向所述智能定位装置发送所述触发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位装置发送所述触发指令。
3.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚包括:
所述智能定位装置通过检测所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变化判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
4.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号、所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号包括:
所述智能定位装置中配置在所述用户静止脚上的超声波发射器发射超声波信号,该超声波发射器配置在该静止脚的前端;
所述智能定位装置中配置在所述用户移动脚上的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号,该两个超声波接收器分别配置在该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚的后跟部。
5.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息包括:
所述智能定位装置根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离;
所述智能定位装置根据所述静止脚的地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置计算所述用户的移动脚的地理位置信息。
6.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:
若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述智能定位装置对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行确定;
若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述智能定位装置确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位置信息;
若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述智能定位装置将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信息作为楼梯入口的地理位置信息;
若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述智能定位装置获取楼梯入口的地理位置信息并根据该楼梯入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用户所在的楼层数增加1或减少1。
7.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,智能定位装置检测用户的脚掌压力值,并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚之后,该智能定位方法还包括:
所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;
所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进一步包括:所述智能定位装置根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一修正移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
8.根据权利要求7所述的智能定位方法,其中,所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包括:
所述智能定位装置对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测;
若该移动行为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致,所述智能定位装置将该次移动中用户的所述移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为,否则将前一次移动中所述用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
9.根据权利要求1所述的智能定位方法,其中,在所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数之后,该智能定位方法还包括:
所述智能定位装置将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。
10.一种智能定位装置,该智能定位装置包括:
两个智能定位子装置,分别针对于用户的两只脚,每一所述智能定位子装置均包括压力传感器、处理模块、超声波发射器以及两个超声波接收器;
所述压力传感器,用于检测用户的脚掌压力值;
所述处理模块,用于根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚,该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为;
所述超声波发射器,配置在所述用户的脚上,用于从所述用户的一只脚向另一只脚发射超声波信号;
所述两个超声波接收器,配置在所述用户脚的不同位置上,用于所述另一只脚通过该两个超声波接收器分别接收所述超声波信号;
所述处理模块,还用于根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息,以及还用于根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
11.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中:
所述处理模块,还用于根据客户端发送的触发指令触发所述智能定位装置进入工作状态,其中,所述客户端运行在所述用户的智能终端上,所述客户端检测到所述智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位时向所述智能定位装置发送所述触发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位装置发送所述触发指令。
12.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中,所述处理模块根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚包括:
所述处理模块通过所述压力传感器检测到的所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变化判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
13.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中:
配置在所述用户静止脚上的所述超声波发射器发射超声波信号,该超声波发射器配置在该静止脚的前端;
配置在所述用户移动脚上的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号,该两个超声波接收器分别配置在该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚的后跟部。
14.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中,所述处理模块根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息包括:
所述处理模块根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离,以及根据所述静止脚的地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置计算所述用户的移动脚的地理位置信息。
15.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中,所述处理模块根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:
若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述处理模块对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行确定;
若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述处理模块确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位置信息;
若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为,所述处理模块将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信息作为楼梯入口的地理位置信息;
若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为,所述处理模块获取楼梯入口的地理位置信息并根据该楼梯入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用户所在的楼层数增加1或减少1。
16.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中:
所述处理模块,还用于根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;
所述处理模块根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进一步包括:所述处理模块根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一修正移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
17.根据权利要求16所述的智能定位装置,其中,所述处理模块根据该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包括:
所述处理模块对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测;
若该移动行为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致,所述处理模块将该次移动中用户的所述移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为,否则所述处理模块将前一次移动中所述用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
18.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中,该智能定位装置还包括:
通信模块,用于将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。
19.根据权利要求10所述的智能定位装置,其中:
所述智能定位装置具有鞋子的结构;
所述压力传感器和所述处理模块集成在鞋子的鞋垫内或者鞋内底的表面上,所述超声波发射器和所述两个超声波接收器设置在鞋子的鞋面上。
20.一种智能定位系统,该智能定位系统包括如权利要求10至19中任一项所述的智能定位装置以及监控平台,其中:
所述智能定位装置,用于确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数;
所述监控平台,用于接收所述智能定位装置发送的所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
21.根据权利要求20所述的智能定位系统,该智能定位系统还包括:
客户端,该客户端运行在所述用户的智能终端上;
所述客户端,用于触发所述智能定位装置进入工作状态,以及用于将所述智能定位装置发送的用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数转发至所述监控平台。
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