CN111615056A - 室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质 - Google Patents
室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及一种室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质。所述方法包括：从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域；多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；根据预设的各定位子区域与定位方式的对应关系，确定移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；室内定位区域、室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；定位交界区域对应的定位方式为惯导融合第一定位方式或第二定位方式；采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对移动终端进行定位。采用本方法能够实现室内外定位一体化，保证定位信号的稳定性和流畅性。
Description
技术领域
本申请涉及定位导航技术领域，特别是涉及一种室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质。
背景技术
随着无线通信技术、卫星导航技术的发展，基于位置的服务(Location BasedService，LBS)已成为现代社会生活生产的重要组成部分。全球卫星定位系统(GNSS)已可以满足室外环境定位需求，并日渐成熟，如美国的全球定位系统(Global PositioningSystem，GPS)，俄罗斯的全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GLONASS)，以及中国的北斗系统。然而，卫星定位系统欠缺室内定位能力，不能满足公共需求，存在“最后一公里”瓶颈。目前，为满足室内环境下对定位精度的高要求，可以采用基于脉冲超宽带(IR-UWB)的定位技术。
然而，室外定位方式和室内定位方式仅能在各自对应的区域内进行独立定位，其无法满足目前对室内外定位一体化的要求。随着室内外一体化定位概念的提出，相关学者也提出了一些解决方案，例如，在室内外各个位置设置位置标签，通过移动终端的位置坐标判断移动终端所在的位置与标识区的空间位置关系，并通过室内外组合定位的双向切换实现室内外一体化定位；或者，当移动终端在室内外区域移动时，仅在接收到满足定位要求的其他信号时，才进行信号切换等。由于在室内外交界区域时，室外定位信号与室内定位信号均较弱，可能无法实现独立定位，因此，即使切换定位信号，也不能保证该区域定位信号的稳定和质量，从而导致目前这种一体化定位方案无法实现室内为定位的无缝切换。
因此，如何在移动终端在室内外移动时，实现定位的无缝切换，成为亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够在保证定位精度的基础上，实现室内外定位一体化的室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质。
一种室内外无缝切换定位的方法，所述方法包括：
从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
根据上述方法，可以对处于不同定位子区域的移动终端采用对应的定位方式进行定位，使得该移动终端无论处于任何定位子区域均能获取高质量的定位信号，保证了移动终端在室内外移动时，移动终端定位信号的稳定性，提高了定位准确率。
在其中一个实施例中，所述从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域，包括：
根据所述移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域。
根据上述方法，通过定位信号的类型和质量确定移动终端所在的区域，便于对移动终端的位置进行跟踪，提高了移动终端定位的准确性。
在其中一个实施例中，根据所述移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述一定终端当前所在的定位子区域，包括：
若所述移动终端的所述第一定位方式的信号质量满足预设要求，则确定所述移动终端对应处于所述室内定位区域；
若所述移动终端的所述第二定位方式的信号质量满足所述预设要求，则确定所述移动终端对应处于所述室外定位区域。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
若所述第一定位方式的信号质量和所述第二定位方式的信号质量均不满足所述预设要求，则根据所述移动终端与测距基站之间的测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域；所述测距基站设置于所述定位交界区域。
根据上述方法，通过测距基站的测距距离确定移动终端所在的区域，便于确定移动终端所在位置，进而对移动终端的位置进行跟踪，提高了移动终端定位的准确性。
在其中一个实施例中，所述多个定位子区域还包括定位切换过渡区域，所述根据所述测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的所述定位子区域，包括：
当所述测距距离小于第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换交界区域；
当所述移动终端和所述测距基站之间的距离大于或等于所述第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换过渡区域。
在其中一个实施例中，所述方法还包括：
当所述移动终端当前所在的定位子区域为所述定位切换过渡区域时，确定所述移动终端的运动趋势；
若所述运动趋势满足预设条件，则触发所述移动终端进入定位切换准备状态。
根据上述方法，通过判断移动终端的运动趋势是否满足预设条件，进而确定是否开启移动终端的定位切换准备状态，能够在移动终端接近定位交界区域时，提前做好定位方式切换的准备操作，降低定位方式切换的时延，提高定位信号的流畅性。
在其中一个实施例中，所述预设条件包括所述移动终端处于接近所述定位切换交界区域的运动状态，所述确定所述移动终端的运动趋势，包括：
对比连续设定次数的所述测距数据；
若所述连续设定次数的所述测距数据依次减小时，确定所述移动终端的运动趋势为接近所述定位切换交界区域的运动状态。
根据上述方法，通过设置的测距基站的测距距离对比，提高了获取移动终端的运动趋势的准确性。
在其中一个实施例中，所述第一定位方式为UWB定位方式，所述第二定位方式为北斗定位方式，所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合UWB；所述采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位，包括：
当所述移动终端当前处于所述室内定位区域时，采用所述UWB定位方式对所述移动终端进行定位；或者，
当所述移动终端当前处于所述室外定位区域时，采用所述北斗定位方式对所述移动终端进行定位；或者，
当所述移动终端当前处于所述定位切换交界区域时，采用惯导融合UWB定位方式对所述移动终端进行定位。
一种室内外无缝切换定位的装置，所述装置包括：
定位子区域确定模块，用于从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
定位方式确定模块，还用于根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
定位模块，用于采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
上述室内外无缝切换定位的方法、装置、计算机设备和存储介质，通过预设惯导融合其他定位方式对定位交界区域的移动终端进行定位，能够在室外定位信号和室内定位信号不足以提供定位服务时，保证移动终端的定位信号质量。并且，本申请的方法，对不同的定位区域设置对应的定位方式，能够在移动终端在室内外之间移动时，实现室内外一体化高精度定位，定位过程中可以根据接收到的定位信号属性对定位区域进行判定，根据移动终端所在区域自适应切换不同的定位方式，稳定可靠地对移动终端进行定位，保证室内外定位的无缝切换，提高定位的准确性和流畅性。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种室内外无缝切换定位的方法应用场景的示意图。
图2是本申请实施例提供的另一种室内外无缝切换定位的方法应用场景的示意图。
图3是本申请实施例提供的又一种室内外无缝切换定位的方法应用场景的示意图。
图4是本申请实施例提供的一种室内外无缝切换定位的方法的示意性流程图。
图5是本申请实施例提供的另一种室内外无缝切换定位的方法的示意性流程图。
图6是移动终端由室外定位区域移向室内定位区域的场景下，本申请实施例提供的一种室内外无缝切换定位的方法的流程示意图。
图7是移动终端由室内定位区域移向室外定位区域的场景下，本申请实施例提供的一种室内外无缝切换定位的方法的流程示意图。
图8是本申请实施例提供的一种室内外无缝切换定位的装置的示意性结构图。
图9是本申请实施例提供的一种计算机装置的示意性结构图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
目前，LBS已经渗透到交通、物流等国民经济领域和人们的日常生活中，正悄悄改变着人们的生产、生活方式。而定位技术作为LBS的基础，占据着极其重要的位置。公共安全、生产安全、应急救援、公共卫生、物联网、特殊人群监护、大型场馆管理、智慧城市建设等都需要使用足够精确的定位信息。然而，在超市、医院、图书馆、火车站、地下停车场、机场大厅、地下室等室内环境或高大建筑密集的街区，卫星信号严重衰减，属于卫星定位系统的覆盖盲区。而这些区域却是人员集中且流动性大的区域，如对公共安全监控与预警，突发事件处理与救护等有着苛刻的要求，卫星定位系统欠缺室内定位能力，不能满足公共需求。
传统的红外线、蓝牙、Wi-Fi、射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)、紫蜂(Zigbee)等室内定位技术也都有各自的适用场景，无法实现室内实时高精度定位。相比之下，基于脉冲超宽带(IR-UWB)的定位技术具有明显的定位精度和功耗优势。超宽带(Ultra Wideband，UWB)收发机发送和接收纳秒或亚纳秒级宽度的脉冲信号来传输数据，具有GHz量级的带宽。UWB定位技术相对于其他定位技术具有隐蔽性好、时空分辨能力和穿透能力强、抗多径效应好、功耗低等优点，可以很好地完成室内和障碍物遮挡环境下的测距和定位，非常适合室内高精度定位。
本申请提供的室内外无缝切换定方法，可以应用于如图1至图3所示的应用环境中。在应用本申请的方法时，可以将室内外定位区域划分为室内定位区域、室外定位区域和定位交界区域等。
应理解，室内定位区域例如可以是地下停车场、停车库、地下室、超市、图书馆等；定位交界区域可以是室外定位信号和室内信号进行切换的区域。一般来说，定位交界区域的室外定位信号和室内定位信号均较弱，无法提供稳定、准确的定位信息，换句话说，定位交界区域可以为室外定位信号和室内定位信号的“盲区”。
在一个实施例中，如图2所示，室内外定位区域划分的多个定位子区域还可以包括定位切换过渡区域。该定位切换过渡区域可以是设置于室内定位区域和定位交界区域之间以及定位交界区域和室外定位区域之间的区域，换句话说，定位切换过渡区域可以是室外定位信号的边缘区域以及室内定位信号的边缘区域。
在一个实施例中，如图3所示，针对室内定位区域和室外定位区域，可以分别设置对应的室外定位系统和室内定位系统，此外还可以针对定位交界区域设置测距基站，该室外定位系统、室内定位系统和测距基站可以与移动终端通信连接。其中，室外定位系统可以例如可以包括北斗卫星，室内定位系统例如可以包括UWB定位基站。测距基站可以设置与于定位交界区域，并用于测取移动终端和该测距基站之间的测距距离，以便后续确定移动终端所在位置。
在一个实施例中，如图4所示，提供了一种室内外定位无缝切换的方法，以该方法应用于图1至图3中的移动终端为例进行说明，可以理解的是，该方法也可以应用于实现移动终端进行定位的服务器。本实施例中，该方法包括以下步骤：
S401，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域；该多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域。
其中，本申请中涉及的移动终端可以包括车辆、智能手机、个人电脑(personalcomputer，PC)等带有定位功能的设备。
可选地，多个定位子区域可以根据各区域对应的定位方式或者对应的位置坐标等条件进行预先划分。
S402，根据预设的各定位子区域与定位方式的对应关系，确定移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；室内定位区域、室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；定位交界区域对应的定位方式为惯导融合第一定位方式或第二定位方式。
可选地，移动终端在定位过程中可以实时根据接收到的定位信号属性自适应的判断所在区域。例如，当移动终端接收到的定位信号为第一定位信号，且可以利用该第一定位信号实现独立定位时，自适应判断其处于室内定位区域；或者，当移动终端接收到的定位信号为第二定位信号，且可以利用该第二定位信号实现独立定位时，自适应判断处于室外定位区域。在其他实施例中，还可以通过WIFI连接等方式自适应判断移动终端处于室内定位区域或者室外定位区域。
可选地，将室内外区域划分为多个定位子区域后，可以建立不同定位子区域与定位方式的对应关系，以便根据移动终端所在的定位子区域确定定位方式。
可以理解的，在本申请实施例提供的室内外无缝切换定位的方法中，室内定位区域对应第一定位方式，室外定位区域对应第二定位方式。该第一定位方式例如可以包括红外定位、Wi-Fi定位或UWB定位等方式；第二定位方式例如可以包括北斗定位、GPS定位等方式。本申请对第一定位方式和第二定位方式的具体类型不作限定。为便于理解，下文以第一定位方式为UWB定位，第二定位方式为北斗定位为例进行介绍。
S403，采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对移动终端进行定位。
可选地，当确定移动终端所在的定位子区域后，可以根据该定位子区域与定位方式的对应关系，确定采用与该定位子区域对应的定位方式对移动终端进行定位。
上述方法，通过将定位交界区域划分为单独的区域，并预设惯导融合其他定位方式对该区域的移动终端进行定位，能够在室外定位信号和室内定位信号不足以提供定位服务时，保证移动终端的定位质量。此外，本申请的方法，对不同的定位区域设置对应的定位方式，能够在移动终端在室内外之间移动时，实现室内外一体化高精度定位，定位过程中可以根据接收到的定位信号属性对定位区域进行判定，根据移动终端所在区域自适应切换不同的定位方式，稳定可靠地对移动终端进行定位，保证室内外定位的无缝切换，提高定位的准确性和流畅性。
在一个实施例中，为了实现上述步骤S401中的从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域，包括以下步骤：根据移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域。
具体地，可以根据定位信号的类型和质量是否满足某一定位子区域的定位要求，确定移动终端是否处于该定位子区域。其中，若移动终端的第一定位方式的信号质量满足预设要求，则可以确定该移动终端处于室内定位区域；若移动终端的第二定位方式的信号质量满足预设要求，则可以确定该移动终端处于室外定位区域。
可选地，不同定位子区域的预设要求可以不相同。该预设要求可以根据不同定位子区域对定位精度等的需求进行设置。例如，对于室外定位子区域，该预设要求例如可以是，移动终端接收到大于或等于预设数量颗北斗卫星的定位信号，且水平分量精度因子(Horizontal Dilution of Precision，HDOP)小于预设值；对于室内定位子区域，该预设条件例如可以是，移动终端接收到大于或等于预设数量个UWB定位基站的定位信号。
可以理解的，上述预设要求中涉及到的北斗卫星的预设数量或UWB定位基站的预设数量的具体取值可以根据实际需要进行设置，本申请实施例对此并不限定。
在一种具体实现方式中，对于室外定位区域采用北斗定位方式时，该预设要求可以具体为：移动终端接收到北斗卫星的数量大于或等于4颗，且HDOP小于3；对于室外定位区域采用UWB定位方式时，该预设要求可以具体为：移动终端接收到UWB定位基站的数量大于或等于3个。
在一个实施例中，对移动终端的定位信号进行评估后，若北斗定位方式的信号质量和UWB定位方式的信号质量均不满足上述预设要求，则根据移动终端与测距基站之间的测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域。
其中，测距基站用于测取移动终端和测距基站之间的距离。该测距基站设置于定位交界区域；进一步地，该测距基站可以设置于定位交界区域的中心位置。具体地，测距基站例如可以是UWB测距基站。
在一个实施例中，预先划分的多个定位子区域还可以包括定位切换过渡区域。不同定位子区域预设有不同的针对测距基站的距离。例如，与测距基站之间的距离小于第一阈值的区域为定位交界区域；与测距基站之间的距离大于或等于第一阈值，且移动终端无法利用北斗卫星定位信号或UWB定位信号独立有效定位的区域为定位切换过渡区域。
具体地，根据测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域，可以包括：当测距距离小于第一阈值时，确定移动终端处于定位切换交界区域；当移动终端和所述测距基站之间的距离大于或等于第一阈值，且移动终端无法利用北斗卫星定位信号或UWB定位信号独立有效定位时，确定移动终端处于定位切换过渡区域。
应理解，上述所说的第一阈值可以为在室内定位基站和测距基站布设完成后，对离线采集的定位信号进行统计分析后确定的，本申请实施例对第一阈值的具体取值并不限定。
本申请实施例提供的室内外无缝切换定位的方法，可以结合定位信号质量和测距距离，确定移动终端所在的区域。
例如，当北斗卫星和UWB定位精度均较低，无法稳定使用北斗卫星定位信号和UWB定位信号对移动终端定位时，确定该移动终端可能处于定位切换过渡区域或定位交界区域，此时，可以根据移动终端与测距基站之间的距离，进一步明确该移动终端所在的具体定位子区域。其中，当测距距离指示移动终端与测距基站之间的距离小于第一阈值时，确定移动终端当前处于定位交界区域；或者，当测距距离指示移动终端与测距基站之间的距离大于或等于第一阈值时，确定移动终端当前处于定位切换过渡区域。
上述方法，通过移动终端在定位过程中实时根据接收到的定位信号属性和与测距基站之间的距离自适应的判断所在区域，进而切换不同的定位方式，实现高精度的室内外一体化定位，提高定位切换的准确性及流畅性，满足用户无缝切换要求。
进一步地，在一个实施例中，如图5所示，当预先划分的多个定位子区域包括定位过渡区域时，本申请实施例提供的室内外无缝切换的方法还可以包括以下步骤：
S501，当移动终端当前所在的定位子区域为定位切换过渡区域时，确定移动终端的运动趋势。
其中，移动终端的运动趋势可以包括移动终端处于接近某一定位子区域的运动状态；或者，移动终端处于远离某一定位子区域的运动状态。
S502，若运动趋势满足预设条件，则触发移动终端进入定位切换准备状态。
其中，本申请实施例中的预设条件可以是移动设备处于接近定位交界区域的运动状态。具体而言，若移动终端当前处于定位切换过渡区域，并且该移动终端的运动趋势为接近定位交界区域，则可以确定该移动终端的运动趋势满足预设条件。此时，可以触发移动终端进入定位切换准备状态。
可以理解的，当移动终端处于定位切换准备状态时，可以进行定位方式切换的前置准备操作，以便当移动终端确定进行定位方式切换时，降低切换定位方式的时延，提高定位信号的稳定性和流畅性。
其中，为了实现确定移动终端的运动趋势，步骤S502可以具体包括：对比连续设定次数的测距距离；若连续设定次数的测距距离依次减小时，确定移动终端的运动趋势为接近定位切换交界区域的运动状态。
具体地，可以对测距基站连续多次的测距距离进行对比，根据测距距离的变化确定移动终端的运动趋势。当连续多次的测距距离依次减小时，表明移动终端处于接近定位交界区域的运动状态，确定该移动终端满足预设条件。
进一步地，对比连续两次移动终端与测距基站之间的测距距离，若距离值变小，则切换计数器加一，直到计数器数值到三，即触发准备定位切换。其中，当在计数过程中，若中间有一次距离值变大，则切换计数器清零，重新开始计数，避免误切换的发生。
上述方法，当移动终端的为接近定位交界区域的运动趋势时，触发其定位切换准备状态，能够降低移动终端切换定位方式时的时延，提高了定位信号的稳定性和流畅性，使得室内外定位实现一体化切换。
在一个实施例中，当第一定位方式为UWB定位方式，第二定位方式可为北斗定位方式，定位交界区域对应的定位方式为惯导融合UWB定位方式时，本申请实施例中的采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位，可以具体包括以下几种情形：
当移动终端当前处于室内定位区域时，采用UWB定位方式对所述移动终端进行定位；或者，
当移动终端当前处于室外定位区域时，采用北斗定位方式对移动终端进行定位；或者，
当移动终端当前处于定位切换交界区域时，采用惯导融合UWB定位方式对移动终端进行定位。
换句话说，在一种具体的实现方式中，定位子区域与定位方式预设可以包括以下几种具体的对应关系：
(1)室外定位区域可以采用基于北斗定位技术对移动终端进行定位；
(2)室内定位区域可以采用基于UWB定位技术对移动终端进行定位；
(3)定位切换过渡区域可以根据移动终端和UWB测距基站之间的距离变化趋势来判断移动终端的运动趋势是否满足预设条件，进而判断是否触发准备定位切换。其中，若移动终端的运动趋势满足预设条件，则出发准备定位切换；若不满足预设条件，则进行定位切换前，该移动终端保持之前所在的定位子区域对应的定位方式；
(4)定位交界区域采用惯导融合UWB技术对移动终端进行定位。
进一步地，上述的室内定位区域为实现UWB定位，需要布设多个UWB定位基站，用于和移动终端进行UWB信息交互，从而实现室内定位区域的高精度定位功能。其中，UWB定位基站的数量和设置位置可以依据室内定位区域的尺寸及环境进行调整。
进一步地，下文以惯导融合UWB定位方式为例，对惯导融合其他定位方式的过程进行介绍。
具体地，惯导融合UWB定位方式可以采用基于粒子滤波框架下PDR融合TOF的方式，该过程可以包括以下步骤：
(1)初始化：取粒子N＝100，设定移动终端的行进方向
服从均匀分布
粒子参数设计为
其中，
为移动终端的位置坐标，
为粒子的权重，设定初始化位置坐标
权值
t为时间值。
(2)粒子位置更新：t时刻基于移动终端惯导模块检测到的移动步长Lt及行进方向θt对粒子位置进行更新。
移动终端行进方向转移：
粒子位置更新：
(3)粒子权重更新：基于UWB测距值rt对粒子权重进行更新，具体为：
设定UWB测距基站的坐标为(x',y')，则每个粒子到测距基站的距离与实际测距值的误差为：
则权重更新计算公式为：
其中，σ为测距的标准差。权重归一化：
(4)移动终端位置估计：
其中，上述UWB测距基站可以设置于定位交界中心位置；其用于测取移动终端与该UWB测距基站之间的距离。
应理解，惯导融合UWB的定位方式，结合惯导定位数据和UWB定位数据，能够使移动终端处于定位切换交界区域时，获得稳定性好且准确率高的定位信号，保证定位信号的流畅性。
进一步地，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域时，还可以首先确定移动终端的初始化位置。具体地，可以根据获取的不同区域的定位信息，评估移动和终端获取的定位信号，判断移动终端所在区域属性。
示例性的，若移动终端接收到定位信号为北斗卫星定位信号时，且该北斗卫星定位信号的质量能够满足独立有效定位条件，则判定移动终端的初始化位置处于室外定位区域；若移动终端接收到的只有UWB定位信号，则判定移动终端的初始化位置处于室内定位区域。
若移动终端的初始化位置位于定位切换过渡区域或者定位交界区域，可以利用室外定位信号和室内定位信号的加权值作为移动终端的初始位置，加权采用的公式如下所示：
(x0,y0)＝w1×(x1,y1)+w2×(x2,y2)
其中，(x0,y0)为加权平均后的初始值，(x1,y1)为北斗定位结果，其相对应的权重为w1，(x2,y2)为UWB定位结果，其相对应的权重为w2。
可以理解的，通过采用对UWB定位结果和北斗定位结果加权获取移动终端在UWB/北斗定位交界区域的初始位置，保证移动终端在室内外移动时，定位方式的无缝切换，提高了对UWB定位信号和北斗定位信号较弱区域的定位准确度。
若室内定位信号和室外定位信号均不能定位时，则初始化位置设置失败，此时，可以输出移动终端无位置信息，并随着移动终端向室内方向或室外方向移动，直至能够被室内定位信号或室外定位信号定位，输出位置信息。当移动终端的初始位置确定后，可以根据惯导融合其他定位方式(如室内定位方式UWB)对移动终端进行定位跟踪，直到定位子区域发生变化后，再将定位方式切换至与变化后的定位子区域对应的定位方式。
可选地，不同定位方式的独立有效定位条件可以是不同的。例如，对于室外定位区域，北斗卫星定位方式独立有效定位条件可以包括：移动终端接收到卫星数量大于等于预设数量(如4)，且HDOP小于预设值(如3)；对于室内定位区域，UWB定位方式独立有效定位条件可以包括：移动终端接收到UWB基站数量大于或等于预设数量(如3个)。
此外，在移动终端的移动过程中的任何时刻，也可以通过定位信号类型和信号质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端对应所在的区域。
应理解，通过定位信号类型和信号质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端对应所在的区域，能够便于后续定位方式的切换，保证定位信号的稳定性和流畅性。
在一个实施例中，如图6所示，以移动终端由室外定位区域进入室内定位区域为例，对本申请实施例提供的室内外无缝切换定位的方法的具体流程进行介绍。
移动终端处于室外定位区域，在进行北斗定位的同时，检测是否接收到UWB测距基站的信号，若收到，则进一步判断移动终端与测距基站的距离测量值是否逐渐减小，若否，则保持北斗定位区域的定位方式；若是，则进入定位切换过渡区域；在定位切换过渡区域保持北斗定位方式，同时继续监测移动终端与UWB测距基站的距离值，若距离值小于设定的阈值，则表示移动终端进入UWB/北斗定位交界区域(即上述定位交界区域)，定位方式切换为惯导融合UWB定位，若距离值大于设定的阈值则不进行区域切换；移动终端进入定位交界区域后继续向室内移动，当移动终端与UWB测距基站的距离值大于设定的第一阈值，则表明移动终端已移出定位交界区域，再次进入定位切换过渡区域，此时定位方式保持惯导融合UWB的定位方式；当UWB定位信号能够满足高精度定位条件后，切换为室内定位区域，定位方式切换为UWB定位，实现室外定位切换到室内定位的目的。
在一个实施例中，如图7所示，以移动终端由室内定位区域进入室外定位区域为例，对本申请实施例提供的室内外无缝切换定位的方法的具体流程进行介绍。
移动终端处于室内定位区域，在进行UWB定位的同时，检测是否接收到UWB测距基站的信号，若收到则进一步判断移动终端与测距基站的测距距离是否逐渐减小，若是，则保持室内定位区域的属性，若是，则进入定位切换过渡区域；在定位切换过渡区域保持UWB定位方式，同时继续监测移动终端与UWB测距基站的距离值，若距离值小于设定的第一阈值，则表示移动终端进入UWB/北斗交界区域，定位方式切换为惯导融合UWB定位，若距离值大于设定的第一阈值，则不进行区域切换；移动终端进入定位交界区域后继续向室外移动，当移动终端与UWB测距基站的距离值大于设定的第一阈值，则表明移动终端已移出定位交界区域，再次进入定位切换过渡区域，此时定位方式保持惯导融合UWB的定位方式；当北斗定位信号能够满足高精度定位条件后，切换为室外定位区域，定位方式切换为北斗定位，实现室内定位切换到室外定位的目的。
上述室内外无缝切换定位的方法，通过融合UWB、惯导和北斗的室内外一体化定位方法，以北斗定位、UWB定位以及惯导定位为基础，同时采用UWB高精度测距进行辅助，实现室内外一体化高精度定位，定位过程中根据接收到的信号对定位区域进行判定，根据移动终端所在区域自适应切换不同的定位方式，同时提高定位切换的准确性及流畅性，满足用户无缝切换要求。
应该理解的是，虽然图4-7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4-7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，如图8所示，提供了一种室内外无缝切换定位的装置800，包括：定位子区域确定模块801、定位方式确定模块802和定位模块803。
定位子区域确定模块801，用于从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域。
定位方式确定模块802，用于根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式。
定位模块803，可以用于采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
在其中一个实施例中，定位子区域确定模块801，还可以具体用于根据所述移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域。
在其中一个实施例中，定位子区域确定模块801，还可以具体用于根据所述移动终端与测距基站之间的测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域；所述测距基站设置于所述定位交界区域。
在其中一个实施例中，定位子区域确定模块801，用于若所述移动终端的所述第一定位方式的信号质量满足预设要求，则确定所述移动终端处于所述室内定位区域；则定位子区域确定模块801，用于若所述移动终端的所述第二定位方式的信号质量满足所述预设要求，确定所述移动终端处于所述室外定位区域。
在其中一个实施例中，定位子区域确定模块801，还可以具体用于若第一定位方式的信号质量和第二定位方式的信号质量均不满足预设要求，则根据移动终端与测距基站之间的测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的定位子区域；测距基站设置于所定位交界区域。
在其中一个实施例中，多个定位子区域还包括定位切换过渡区域，处理模块801，还可以用于：当所述测距距离小于第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换交界区域；当所述移动终端和所述测距基站之间的距离大于或等于所述第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换过渡区域。
在其中一个实施例中，室内外无缝切换定位的装置800还可以包括：运动趋势确定模块，可以用于当所述移动终端当前所在的定位子区域为所述定位切换过渡区域时，确定所述移动终端的运动趋势。
室内外无缝切换定位的装置800还可以包括：触发模块，可以用于若所述运动趋势满足预设条件，则触发所述移动终端进入定位切换准备状态。
在其中一个实施例中，室内外无缝切换定位的装置800还可以包括：
对比模块，用于对比连续设定次数的所述测距数据；
运动趋势确定模块，还可以用于若所述连续设定次数的所述测距数据依次减小时，确定所述移动终端的运动趋势为接近所述定位切换交界区域的运动状态。
在其中一个实施例中，所述第一定位方式为UWB定位方式，所述第二定位方式为北斗定位方式，所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合UWB；所述采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位，定位模块803可以具体用于：当所述移动终端当前处于所述室内定位区域时，采用所述UWB定位方式对所述移动终端进行定位；或者，当所述移动终端当前处于所述室外定位区域时，采用所述北斗定位方式对所述移动终端进行定位；或者，当所述移动终端当前处于所述定位切换交界区域时，采用惯导融合UWB定位方式对所述移动终端进行定位。
关于室内外无缝切换定位的装置的具体限定可以参见上文中对于室内外无缝切换定位的方法的限定，在此不再赘述。上述室内外无缝切换定位的装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器和网络接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储定位信息或测距数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种室内外无缝切换定位的方法。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种室内外无缝切换定位的方法，其特征在于，包括：
从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域，包括：
根据所述移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述移动终端的定位信号的类型和质量，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域，包括：
若所述移动终端的所述第一定位方式的信号质量满足预设要求，则确定所述移动终端处于所述室内定位区域；
若所述移动终端的所述第二定位方式的信号质量满足所述预设要求，则确定所述移动终端处于所述室外定位区域。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
若所述第一定位方式的信号质量和所述第二定位方式的信号质量均不满足所述预设要求，则根据所述移动终端与测距基站之间的测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的定位子区域；所述测距基站设置于所述定位交界区域。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个定位子区域还包括定位切换过渡区域，所述根据所述测距距离，从预先划分的多个定位子区域中，确定所述移动终端当前所在的所述定位子区域，包括：
当所述测距距离小于第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换交界区域；
当所述移动终端和所述测距基站之间的距离大于或等于所述第一阈值时，确定所述移动终端处于所述定位切换过渡区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
当所述移动终端当前所在的定位子区域为所述定位切换过渡区域时，确定所述移动终端的运动趋势；
若所述运动趋势满足预设条件，则触发所述移动终端进入定位切换准备状态。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设条件包括所述移动终端处于接近所述定位切换交界区域的运动状态，所述确定所述移动终端的运动趋势，包括：
对比连续设定次数的所述测距数据；
若所述连续设定次数的所述测距数据依次减小时，确定所述移动终端的运动趋势为接近所述定位切换交界区域的运动状态。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一定位方式为UWB定位方式，所述第二定位方式为北斗定位方式，所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合UWB；所述采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位，包括：
当所述移动终端当前处于所述室内定位区域时，采用所述UWB定位方式对所述移动终端进行定位；或者，
当所述移动终端当前处于所述室外定位区域时，采用所述北斗定位方式对所述移动终端进行定位；或者，
当所述移动终端当前处于所述定位切换交界区域时，采用惯导融合UWB定位方式对所述移动终端进行定位。
9.一种室内外无缝切换定位的装置，其特征在于，所述装置包括：
定位子区域确定模块，用于从预先划分的多个定位子区域中，确定移动终端当前所在的所述定位子区域；所述多个定位子区域至少包括室内定位区域、定位交界区域和室外定位区域；
定位方式确定模块，用于根据预设的各所述定位子区域与定位方式的对应关系，确定所述移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式；所述室内定位区域、所述室外定位区域分别对应第一定位方式、第二定位方式；所述定位交界区域对应的定位方式为惯导融合所述第一定位方式或所述第二定位方式；
定位模块，用于采用与移动终端当前所在的定位子区域对应的定位方式，对所述移动终端进行定位。
10.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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