CN105704669A - 基于可穿戴设备的用户定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明披露一种基于可穿戴设备的用户定位方法及系统，所述方法包括步骤：a)可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；b)可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据广播包获得蓝牙信号强度；c)可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；d)可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。本发明利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴智能设备领域，尤其涉及一种具有低功耗蓝牙功能的可穿戴智能设备，其适用于室内定位及导航(包括惯性导航和蓝牙Beacon基站导航)。
背景技术
随着通信技术领域的不断发展，通讯装置的发展日新月异，从台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和智能手机的发展，使得人们的生活发生翻天覆地的变化。如今又有一新的便携式设备已逐渐进入人们的生活中。该便携式设备名为可穿戴智能设备，其可以直接穿在身上，或者整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴智能设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件以及数据交互、云端交换以实现强大的功能。可穿戴智能设备将会对人们的生活、感知带来很大的改变。
目前为了占据有利领先地位，各大公司纷纷在可穿戴智能设备上投入大量资金进行研究，并推出相应的产品。其中，苹果公司推出“iWatch”产品，耐克公司推出“Nike+FuelBand”产品，索尼公司推出“SmartWatch”产品，阿迪达斯公司推出安卓系统智能手表以及谷歌公司推出“GoogleGlass”产品。上述产品主要实现以下功能：手表功能(查看时间)、计步器功能(统计用户的步行步数，以计算用户的行走里程和卡路里消耗量)、睡眠统计、手机来电和消息提醒等。另外，某些公司的产品除了实现上述智能手表功能之外，也具备一定的智能手机功能。
然而，上述产品或多或少都存在缺陷，尤其是目前暂时无法实现室内定位功能。于是，不得不借助于智能手机接收蓝牙信号，并且结合智能手机内部的运动传感器(例如加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器)以实现定位和导航。
但是，采用上述方式存在以下几个缺点：1)智能手机定位需要安装相应的应用程序，操作相对复杂；2)目前普通的可穿戴设备在获得定位信息后只能通过其集成2G/3G/4G或Wi-Fi的通讯模块上传定位信息至相关的服务器；或者通过与智能手机的蓝牙连接，经由智能手机所连接的网络将定位信息上传至相关服务器，其功耗较大，不利于推广和应用；3)具有智能手机功能的可穿戴设备虽然可以实现定位，但是其成本较高，而且不适合大众市场。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种基于可穿戴设备的用户定位方法及系统，其利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将用户的位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。
依据本发明的一方面，提供一种基于可穿戴设备的用户定位方法，包括：a)可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；b)可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据所述广播包获得蓝牙信号强度；c)可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；d)可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
在本发明的一实施例中，在步骤a)中进一步包括：a1)通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；a2)根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
在本发明的一实施例中，在步骤c)中，所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。
在本发明的一实施例中，在步骤d)中，进一步包括：d1)判断用户当前是否处于移动，若是，则执行步骤d2)，否则执行步骤d3)；d2)根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；d3)根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
在本发明的一实施例中，在步骤d)之后进一步包括：e1)所述可穿戴设备开启地图显示模式；e2)根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
在本发明的一实施例中，在步骤d)之后进一步包括：f1)可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站；f2)蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
在本发明的一实施例中，在步骤f1)中，根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。
依据本发明的另一方面，提供一种基于可穿戴设备的用户定位系统，其包括：惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块；所述惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块设置在可穿戴设备中；其中，所述惯导定位信息获取模块用于使可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；所述广播包接收模块用于使所述可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包；所述蓝牙信号强度获取模块用于使所述可穿戴设备根据所述广播包获得蓝牙信号强度；所述当前位置信息计算模块用于使可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；所述最终位置信息获取模块，用于使可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
在本发明的一实施例中，所述惯导定位信息获取模块进一步包括：移动距离获取单元和移动方向获取单元，所述移动距离获取单元和移动方向获取单元设置在可穿戴设备中；其中，移动距离获取单元，用于使可穿戴设备通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；移动方向获取单元，用于使可穿戴设备根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
在本发明的一实施例中，所述当前位置信息计算模块使得所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。
在本发明的一实施例中，所述最终位置信息获取模块进一步包括：用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元；所述用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元设置在可穿戴设备中；其中，所述用户移动判断单元用于使可穿戴设备判断用户当前是否处于移动，若是，则调用多次动态补偿单元，否则，调用一次性补偿单元；所述多次动态补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；所述一次性补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
在本发明的一实施例中，所述系统进一步包括：地图显示模式开启模块和位置标记导航模块，所述地图显示模式开启模块和位置标记导航模块设置在可穿戴设备中，其中，所述地图显示模式开启模块，用于使所述可穿戴设备开启地图显示模式；所述位置标记导航模块，用于使所述可穿戴设备根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
在本发明的一实施例中，所述系统进一步包括：最终位置信息发送模块和最终位置信息上传模块；所述最终位置信息发送模块设置在可穿戴设备中，所述最终位置信息上传模块设置在蓝牙基站中，其中，所述最终位置信息发送模块，用于使可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站；所述最终位置信息上传模块，用于使蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
在本发明的一实施例中，所述最终位置信息发送模块用于使可穿戴设备根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。
本发明的优点在于，本发明利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将用户的位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。此外，本发明的实施成本较低，适合于大众市场的推广和运用。
附图说明
图1是本发明所述的基于可穿戴设备的用户定位方法的步骤流程示意图；
图2A是根据本发明一实施例的基于可穿戴设备的用户定位系统的框架结构示意图；
图2B是根据本发明所述实施例的所述惯导定位信息获取模块的结构框图；
图2C是根据本发明所述实施例的所述最终位置信息获取模块的结构框图；
图2D是根据本发明另一实施例的基于可穿戴设备的用户定位系统的结构框图；
图2E是根据本发明又一实施例的基于可穿戴设备的用户定位系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的基于可穿戴设备的用户定位方法及系统的具体实施方式做详细说明。
参见图1所示，本发明提供一种基于可穿戴设备的用户定位方法，包括：步骤S110、可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；步骤S120、可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据所述广播包获得蓝牙信号强度；S130、可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；S140、可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
以下将结合附图详细地描述每一步骤。
步骤S110：可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息。
其中，所述可穿戴设备为具有蓝牙功能且包含运动传感器的可穿戴设备。进一步而言，本发明的一实施例中，在步骤S110中进一步包括：a1)通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；a2)根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
也就是说，所述可穿戴设备中的运动传感器包含加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器。在本实施例中，采用加速度传感器(例如三轴加速度传感器)以获得用户的移动距离。同时，采用地磁传感器(例如三轴地磁传感器)以获得用户的移动方向。而且，采用三轴陀螺仪用以惯性导航。详细而言，首先获取用户正常移动移动时所述三轴加速度传感器的加速度芯片所输出的具有一定规律的波动信息，该波动信息的频率可拟合成为用户移动时的步伐频率。接着，通过一信号处理模块对步伐频率进行处理，以获得用户的步伐数，再通过步伐数乘以普通步长距离，以获得用户的移动距离。进一步，通过三年轴地磁传感器以获得用户的移动方向，从而可以计算获得用户的相对位移量，并且结合用户的起始点的位置信息，以进一步获得惯导定位信息。
步骤S120：可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据所述广播包获得蓝牙信号强度。
本发明的实施方法是针对在用户定位的区域范围内，已部署了可以接收可穿戴设备所发送广播包的蓝牙基站，其中所述区域内的任何一蓝牙基站在接收到广播包后，通过蓝牙基站组网方式，将广播包中所包含的(用户)位置信息上传至云端服务器，下文将有详细描述)。
所述可穿戴设备通过其包含的蓝牙通讯模块接收到蓝牙基站所发送的广播包，并且根据该广播包可以获得蓝牙信号强度。此时，蓝牙通讯模块为主机模式，用于搜索接收蓝牙基站所发送的广播包。
由于无线信号容易受到外界干扰，当接收到蓝牙基站所发送的广播包后，所述广播包所包含的信号强度值有较大的波动。为了使蓝牙基站能够准确的定位，在本实施例中，进一步包括对所接收到的蓝牙信号强度进行过滤处理。具体而言，可以采用先进先出定时差定数据量的过滤方式来解决在设定时间间隔下的过滤数据不足而导致过滤效果不佳的问题。
步骤S130：可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息。
其中，在本实施例中，所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。由于每一个蓝牙基站的情况不同，不能采用通用方式来实现满足所有蓝牙基站至用户的距离值计算，否则会产生误差。因此。本发明通过在广播包中包含多个距离值计算的参数，如A和n，以减少误差。于是，能够在获取蓝牙信号强度的同时，基于接收到距离值计算的参数的相应信息，进而获得不同蓝牙基站至用户的相应距离值。
接着，根据用户至不同蓝牙基站的距离值以及多个蓝牙基站的位置坐标信息，通过采用最小二乘逼近方法，从而可以获得用户的当前位置信息，其中最小二乘逼近算法是使用户相对于蓝牙基站的定位点至已知蓝牙基站之间距离的差值最小。若接收的有效广播包越多，则获得的用户的当前位置信息越稳定可靠。
由上文可知，可以通过惯导定位算法获得惯导定位信息。但是，由于惯导易受到非走路动作、步长不一致等因素的影响，因而在步骤S110中所获得惯导定位信息具有一定误差，随着时间的增加，该误差在理论上会不断地增加。考虑到蓝牙基站定位易受到信号稳定处理的延时影响，实际的位置需要在一时间阈值的延时才能得到。于是，在本发明实施方式中，需要通过蓝牙基站定位和惯导定位相结合的方式，以对用户进行准确定位。
步骤S140：可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
在蓝牙基站定位和惯导定位相结合而对用户进行定位过程中，需要通过一定补偿方式对获得的用户位置信息进行修正。
因此，在本发明的一实施例中，进一步包括：d1)判断用户当前是否处于移动，若是，则执行步骤d2)，否则执行步骤d3)；d2)根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；d3)根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
在步骤d1)中，进一步通过加速度传感器获得用户当前移动距离的变化量以确定用户当前是否处于移动。例如判断加速度传感器所输出的三轴数据的均方根小于0.2g(1g为重力加速度)，若小于，则视为用户当前处于静止。
在步骤d2)中，当用户处于移动状态时，根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿，包括步骤：(1)计算用户的当前位置信息对惯导定位信息之间的定位差值；(2)根据一设定系数，以获得所述定位差值对应的补偿值，其中设定系数为1/2～1/20，优选1/5；(3)根据所述补偿值对惯导定位信息进行补偿修正。于是，不仅解决蓝牙基站定位具有一定延时性问题，而且也不影响到用户导航的连贯性。
在步骤d3)中，当用户处于静止状态时，根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿，从而快速达到用户的实际位置。
在现有技术中，目前普通的可穿戴设备在获得定位信息后只能通过其集成2G/3G/4G或Wi-Fi的通讯模块上传定位信息至相关的服务器；或者通过与智能手机的蓝牙连接，经由智能手机所连接的网络将定位信息上传至相关服务器，其功耗较大，不利于推广和应用。而在本发明的实施方式中，可以利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。
在本发明的又一实施例中，在步骤S140之后进一步包括：e1)所述可穿戴设备开启地图显示模式；e2)根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
若可穿戴设备支持地图显示模式，则在获得用户的最终位置信息之后，在地图上显示该最终位置信息，也便于后继的导航操作。
在本发明的另一实施例中，在步骤S140之后进一步包括：f1)可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站；f2)蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
由于本发明所述的蓝牙基站支持接收可穿戴设备所发送的广播包，因此，所述可穿戴设备可以利用蓝牙4.0协议的低功耗特点，按照较低频率将用户的最终位置信息以广播包形式发送至蓝牙基站。此时，可穿戴设备的蓝牙通讯模块为从机模式，用于发送广播包。需注意的是，所述蓝牙通讯模块存在两种模式：主机模式和从机模式，且具有对应的协议栈，两者的切换可以通过所述穿戴设备的内置程序完成。
在此步骤中，根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。其中，采用多次重发广播包机制是为了增加蓝牙基站能够收到相关的广播包。
在本实施例中，已部署的多个蓝牙基站形成多级网络，因此，当其中一个蓝牙基站接收到用户的最终位置信息之后，其通过多级转发方式将用户的最终位置信息发送至一具有2G/3G/4G或Wi-Fi连接功能的蓝牙基站，接着通过以太网将最终位置信息发送至相关的云端服务器。需注意的是，由于部署的多个蓝牙基站形成多级网络，因此，可能无法保证多次转发用户的最终位置信息一定成功，但是只要以最大概率来传送用户的最终位置信息，即使偶尔有几次转发未成功也不会对整个系统的运行造成较大影响。
因此，本发明利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。此外，本发明的实施成本较低，适合于大众市场的推广和运用。
另外，参见图2A所示，本发明还提供一种基于可穿戴设备的用户定位系统，其包括：惯导定位信息获取模块210、广播包接收模块220、蓝牙信号强度获取模块230、当前位置信息计算模块240和最终位置信息获取模块250。所述惯导定位信息获取模块210、广播包接收模块220、蓝牙信号强度获取模块230、当前位置信息计算模块240和最终位置信息获取模块250设置在可穿戴设备中。其中，
所述惯导定位信息获取模块210用于使可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息。参见图2B所示，在本发明的一实施例中，所述惯导定位信息获取模块210进一步包括：移动距离获取单元211和移动方向获取单元212，所述移动距离获取单元211和移动方向获取单元212设置在可穿戴设备。其中，移动距离获取单元211，用于使可穿戴设备通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；移动方向获取单元212，用于使可穿戴设备根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。所述可穿戴设备中的运动传感器包含加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器。在本实施例中，通过加速度传感器(例如三轴加速度传感器)可以获得用户的移动距离。同时，通过地磁传感器(例如三轴地磁传感器)可以获得用户的移动方向。而且，通过三轴陀螺仪用以惯性导航。
所述广播包接收模块220用于使所述可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包；所述蓝牙信号强度获取模块230用于使所述可穿戴设备根据所述广播包获得蓝牙信号强度。
所述当前位置信息计算模块240用于使可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息。在本发明的一实施例中，所述当前位置信息计算模块240使得所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。
所述最终位置信息获取模块250，用于使可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。尽管所述惯导定位信息获取模块210通过惯导定位算法能够获得惯导定位信息，但是由于惯导易受到非走路动作、步长不一致等因素的影响，因而所获得惯导定位信息具有一定误差，随着时间的增加，该误差在理论上会不断地增加。为了减少该误差，需要通过蓝牙基站定位和惯导定位相结合的方式，以对用户进行准确定位。
具体而言，参见图2C所示，在本发明的一实施例中，所述最终位置信息获取模块250进一步包括：用户移动判断单元251、多次动态补偿单元252和一次性补偿单元253；所述用户移动判断单元251、多次动态补偿单元252和一次性补偿单元253设置在可穿戴设备中。其中，所述用户移动判断单元251用于使可穿戴设备判断用户当前是否处于移动。所述用户移动判断单元251可以通过加速度传感器获得用户当前移动距离的变化量以确定用户当前是否处于移动。若是，则调用多次动态补偿单元252，否则，调用一次性补偿单元253。所述多次动态补偿单元252用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；所述一次性补偿单元253用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
本发明所述基于可穿戴设备的用户定位系统可以利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或Wi-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。
在图2D中省略了图2A中的组件210至250，其连接关系和结构与图2A一致，故在此未示出。
具体而言，参见图2D所示，所述系统进一步包括：最终位置信息发送模块271和最终位置信息上传模块310；所述最终位置信息发送模块271设置在可穿戴设备中，所述最终位置信息上传模块310设置在蓝牙基站中。其中，所述最终位置信息发送模块271，用于使可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。进一步而言，所述最终位置信息发送模块271用于使可穿戴设备根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。其中，采用多次重发广播包机制是为了增加蓝牙基站能够收到相关的广播包。而所述最终位置信息上传模块310，用于使蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
另外，在图2E中省略了图2A中的组件210至250，其连接关系和结构与图2A一致，故在此未示出。
参见图2E所示，在本发明的其他实施例中，所述系统进一步包括：地图显示模式开启模块261和位置标记导航模块262，所述地图显示模式开启模块261和位置标记导航模块262设置在可穿戴设备中，其中，所述地图显示模式开启模块261，用于使所述可穿戴设备开启地图显示模式；所述位置标记导航模块262，用于使所述可穿戴设备根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，包括：
a)可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；
b)可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据所述广播包获得蓝牙信号强度；
c)可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；
d)可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
2.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤a)中进一步包括：
a1)通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；
a2)根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
3.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤c)中，所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。
4.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤d)中，进一步包括：
d1)判断用户当前是否处于移动，若是，则执行步骤d2)，否则执行步骤d3)；
d2)根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；
d3)根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
5.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤d)之后进一步包括：
e1)所述可穿戴设备开启地图显示模式；
e2)根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
6.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤d)之后进一步包括：
f1)可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站；
f2)蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
7.根据权利要求6所述的基于可穿戴设备的用户定位方法，其特征在于，在步骤f1)中，根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。
8.一种基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，包括：惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块；所述惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块设置在可穿戴设备中；其中，
所述惯导定位信息获取模块用于使可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息；
所述广播包接收模块用于使所述可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包；
所述蓝牙信号强度获取模块用于使所述可穿戴设备根据所述广播包获得蓝牙信号强度；
所述当前位置信息计算模块用于使可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息；
所述最终位置信息获取模块，用于使可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
9.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述惯导定位信息获取模块进一步包括：移动距离获取单元和移动方向获取单元，所述移动距离获取单元和移动方向获取单元设置在可穿戴设备中；其中，
移动距离获取单元，用于使可穿戴设备通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离；
移动方向获取单元，用于使可穿戴设备根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
10.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述当前位置信息计算模块使得所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d＝10^((abs(RSSI)-A)/(10*n)，其中d表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，RSSI表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔1米时所对应的蓝牙信号强度，n表示环境衰减系数。
11.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述最终位置信息获取模块进一步包括：用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元；所述用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元设置在可穿戴设备中；其中，
所述用户移动判断单元用于使可穿戴设备判断用户当前是否处于移动，若是，则调用多次动态补偿单元，否则，调用一次性补偿单元；
所述多次动态补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿；
所述一次性补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
12.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述系统进一步包括：地图显示模式开启模块和位置标记导航模块，所述地图显示模式开启模块和位置标记导航模块设置在可穿戴设备中，其中，
所述地图显示模式开启模块，用于使所述可穿戴设备开启地图显示模式；
所述位置标记导航模块，用于使所述可穿戴设备根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
13.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述系统进一步包括：最终位置信息发送模块和最终位置信息上传模块；所述最终位置信息发送模块设置在可穿戴设备中，所述最终位置信息上传模块设置在蓝牙基站中，其中，
所述最终位置信息发送模块，用于使可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站；
所述最终位置信息上传模块，用于使蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
14.根据权利要求8所述的基于可穿戴设备的用户定位系统，其特征在于，所述最终位置信息发送模块用于使可穿戴设备根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。
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