CN111638537B - 一种室内室外多技术融合定位方法 - Google Patents

一种室内室外多技术融合定位方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111638537B
CN111638537B CN202010765003.XA CN202010765003A CN111638537B CN 111638537 B CN111638537 B CN 111638537B CN 202010765003 A CN202010765003 A CN 202010765003A CN 111638537 B CN111638537 B CN 111638537B
Authority
CN
China
Prior art keywords
coordinate
indoor
outdoor
positioning
plane map
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010765003.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN111638537A (zh
Inventor
罗乾刚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Ruidake Information Technology Co ltd
Original Assignee
Chengdu Ruidake Information Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Ruidake Information Technology Co ltd filed Critical Chengdu Ruidake Information Technology Co ltd
Priority to CN202010765003.XA priority Critical patent/CN111638537B/zh
Publication of CN111638537A publication Critical patent/CN111638537A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111638537B publication Critical patent/CN111638537B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/38Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system
    • G01S19/39Determining a navigation solution using signals transmitted by a satellite radio beacon positioning system the satellite radio beacon positioning system transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO
    • G01S19/42Determining position
    • G01S19/45Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement
    • G01S19/46Determining position by combining measurements of signals from the satellite radio beacon positioning system with a supplementary measurement the supplementary measurement being of a radio-wave signal type
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/02Services making use of location information
    • H04W4/029Location-based management or tracking services
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W64/00Locating users or terminals or network equipment for network management purposes, e.g. mobility management

Abstract

本发明为解决不使用智能终端的情况下,如何有效的解决现有各类定位技术之间的缺陷的问题,公开了一种室内室外多技术融合定位方法,包括以下步骤,步骤1.同步获取室内和室外定位信息,该定位信息包括室内无线信号RSSI值和室外卫星定位数据;步骤2.对室内无线信号RSSI值进行解算,得到室内定位平面地图坐标;步骤3.对室外卫星定位数据进行解算,得到室外定位平面地图坐标;步骤4.判断定位楼层;步骤5.评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,输出对应坐标;步骤6.根据坐标数据根据业务所需的地图形式,输出所需要的数据。本发明提供一种室内室外多技术融合定位方法,实现室外定位和室内定位无缝切换。

Description

一种室内室外多技术融合定位方法
技术领域
本发明涉及定位与导航技术领域,尤其涉及一种室内室外多技术融合定位方法。
背景技术
随着定位技术在应用范围的不断扩大,新兴应用对定位的需求已不局限于单纯的室外场景,在室内定位、多种环境下的混合定位等方面也提出了新的需求。
然而,传统的定位技术,主要适用于室外空旷、无遮挡位置,利用同步卫星建立的定位系统进行定位,例如全球定位系统GPS、北斗系统等。虽然传动的定位技术无须对需要定位的区域布设定位坐标基站设备。但存在遮挡环境下,定位信号和定位精度差;在建筑物内部,定位信号丢失,无法实现室内定位。
对新兴发展的室内定位而言,所包含的技术通常有WIFI技术、Zigbee技术、蓝牙技术、RFID技术、超声波技术、地磁技术、惯导技术、计算机视觉技术等等。但是室内定位系统需要对定位实施区域实行区域坐标位置基站信号全面覆盖,需要建设大量的定位基站,项目建设成本高,施工周期长。
发明内容
本发明为解决不使用智能终端的情况下,如何有效的解决现有各类定位技术之间的缺陷的问题,提供一种室内室外多技术融合定位方法,实现室外定位和室内定位无缝切换。
本发明采用的技术方案是:
一种室内室外多技术融合定位方法,包括以下步骤
步骤1.同步获取室内和室外定位信息,该定位信息包括室内无线信号RSSI值和室外卫星定位数据;
步骤2.对室内无线信号RSSI值进行室内位置解算,得到室内定位平面地图坐标;
步骤3.对室外卫星定位数据进行室外位置解算,得到室外定位平面地图坐标;
步骤4.判断定位楼层;
步骤5.评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,输出对应坐标;
步骤6. 根据坐标数据根据业务所需的地图形式,输出所需要的数据。
进一步地,步骤2中,室内位置解算包括以下步骤:
根据RSSI值,获取终端设备与基站之间的距离;
以距离终端设备最近的基站为基准,绘制圆,连接两圆相交交点或者连接两圆圆心,根据圆的标准方程和直线方程进行计算,去除不合理的计算值,得到终端设备所在位置的室内定位平面地图坐标。
进一步地,步骤3中,室外位置解算包括以下步骤:
手动录入任意两点的经纬度坐标和对应的平面地图坐标,计算经纬弧度与平面地图的像素距离比例;
手动录入的另一观测点的经纬度坐标,计算得到该观测点的平面地图坐标;
输入终端设备卫星定位坐标,进行位置校正,去除不合理的计算值,得到终端设备所在位置的室外定位平面地图坐标。
进一步地,步骤4中,判定定位楼层时,
如室内位置解算不是1楼地面数据,则采用室内位置解算的坐标输出;
如只存室外定位数据,则采用室外定位数据坐标输出,同时标注为1楼地面。
进一步地,步骤5中,评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度时,
如只存在室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标,则输出对应坐标;
如室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标同时存在,则评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,对应输出室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标。
进一步地,校正时,比较终端设备位置解算得到的计算值与观测点之间的距离,舍弃值相差较大的点。
进一步地,评估室内定位平面地图坐标精度,若精度评估为优,则输出对应室内定位平面地图坐标;
若室内定位平面地图坐标精度评估为差,则进行室外定位平面地图坐标精度评估;
若室外定位平面地图坐标精度评估为优,则输出对应室外定位平面地图坐标;若室外定位平面地图坐标精度评估为差,则对比室内定位平面地图坐标精度和室外定位平面地图坐标精度,输出室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图中精度更高的坐标。
本发明的有益效果是:
从工程实践中,如果在几十上百平方公里区域实施室内室外无死角定位;单纯利到室内定位技术造价巨大,而单一卫星定位又存在明显的定位盲区。本发明设计了一种室内室外多技术融合定位方法,包括获取室内和室外有效定位信息、室内位置解算、室外位置解算、楼层判断、精度评估、地图数据输出等步骤。采用本发明中的室内室外多技术融合定位方法,将两种不同类型的定位技术有效融合为一体,从而达到利用卫星定位对室外无遮挡环境进行位置定位;而对于卫星定位效果差的区域,则采用室内定位技术进行有效填补。本发明主要解决室外定位与室内定位两类不同的定位技术之间的有效融合,无缝切换问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或有现技术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申请的一些实施例,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为实施例中,室内只有一个基站时,位置解算过程示意图。
图2为实施例中,室内有两个基站时,位置解算过程示意图。
图3为实施例中,室内有三个以上基站时,位置解算过程示意图。
图4为实施例中,室内有三个以上基站时,位置解算另一过程示意图。
具体实施方式
在下文中,仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样,在不脱离本发明的精神或范围的情况下,可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此,附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。
下面结合附图对本发明/发明的实施例进行详细说明。
为解决现有传统的室外定位技术存在明显定位盲区,室内定位技术建设投入较大的问题,本实施例提供一种室内室外多技术融合定位方法,其步骤包括
步骤1.同步获取室内和室外有效定位信息,该定位信息包括室内无线信号RSSI值和室外卫星定位数据;
步骤2.对室内无线信号RSSI值进行解算,得到室内定位平面地图坐标;
步骤3.对室外卫星定位数据进行解算,得到室外定位平面地图坐标;
步骤4.判断定位楼层;
步骤5.评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,输出对应坐标;
步骤6.根据坐标数据根据业务所需的地图形式,输出所需要的数据。
具体的,步骤1中,
同步获取室内和室外定位信息时,该有效定位信息包括可用于室内定位的室内无线信号RSSI值,例如蓝牙信号发射设备RSSI值、2.4G HZ发射设备RSSI值、1G HZ以下频段发射设备RSSI值,以及可用于室外定位的室外卫星定位数据,例如GPS信号、北斗信号等。室内无线信号RSSI值中还含有基站所在楼层信息。
其中,蓝牙信号发射设备是指依照蓝牙技术规范,发射蓝牙无线beacon单向广播数据包的设备。
2.4G HZ发射设备指未采用蓝牙技术规范进行通讯传输发送频率在2.4G Hz的广播数据包设备,所发射的广播数据包需提前与终端设备约定私有的通讯包格式和中心频率,已便终端设备有效读取相关数据。
1G HZ以下发射设备指未采用蓝牙技术规范进行通讯传输发送频率在1G Hz以下的广播数据包设备,已便终端设备有效读取相关数据。
例如某工厂的车间室内已具备有蓝牙beacon数据广播发射源,则终端搭载具体蓝牙beacon信号扫描和测试RSSI值功能的电路。以此类推,2.4G Hz和1G Hz以下的发射设备信号RSSI值获取也是类似方式。
步骤2中,
本实施例方式中,以蓝牙beacon的RSSI值为例,进行室内位置解算。
Beacon是一种通过低功耗蓝牙技术实现精准定位的设备,当室内安装beacon技术的发射基站时,会产生一个信号区域。当持有终端设备的用户进入该室内区域后,通过获取beacon 的RSSI值可计算终端设备到发射基站之间的距离,该距离由以下公式(1)计算得出,
Figure DEST_PATH_IMAGE001
(1)
其中: d 为计算所得距离,
RSSI 为接收信号强度(负值),
A 为发射端和接收端相隔1米时的信号强度,
n为环境衰减因子。
当室内只有一个基站时,如附图1所示,终端坐标即为基站坐标。
当室内有两个基站时,如附图2所示。假设两个基站的位置坐标分别为
Figure 722004DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
,终端到基站的距离分别为r1,r2。以该两个基站位置为基准,以约等于终端设备到发射基站之间的距离为半径,绘制圆。
根据圆的标准方程,
Figure 431334DEST_PATH_IMAGE004
(2)。
展开得:
Figure DEST_PATH_IMAGE005
(3)。
得两基站与终端关系式为:
Figure 585235DEST_PATH_IMAGE006
(4),
Figure DEST_PATH_IMAGE007
(5)。
两圆相交,存在两个交点,连接两个交点的直线为:
Figure 405424DEST_PATH_IMAGE008
(6),
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE009
,
Figure 931476DEST_PATH_IMAGE010
连接两个基站的直线为:
Figure DEST_PATH_IMAGE011
(7)
其中,k2=(y1-y2)/(x1-x2)
Figure 811708DEST_PATH_IMAGE012
联立公式(6)和公式(7),解出终端坐标
Figure DEST_PATH_IMAGE013
当室内存在三个及三个以上基站时,如附图3所示。假设基站坐标为
Figure 718484DEST_PATH_IMAGE014
,终端与各个基站的距离为ri。比较ri,取终端到基站距离最小的三个基站,以该三个基站为基准,以约等于终端设备到发射基站之间的距离为半径,绘制圆。
由圆的标准方程
Figure 139101DEST_PATH_IMAGE016
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE017
Figure 814933DEST_PATH_IMAGE018
,
Figure DEST_PATH_IMAGE019
,
得到三个圆,圆两两相交,该三个圆的方程,
圆1:
Figure 866065DEST_PATH_IMAGE020
(8),
图2:
Figure DEST_PATH_IMAGE021
(9),
圆3:
Figure 961935DEST_PATH_IMAGE022
(10)。
圆1和圆2相交,连接两个交点的直线为:
Figure DEST_PATH_IMAGE023
(11),
其中,
Figure 655085DEST_PATH_IMAGE024
Figure DEST_PATH_IMAGE025
将(11)带入(8)可得:
Figure 185423DEST_PATH_IMAGE026
(12)
其中,
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure 469774DEST_PATH_IMAGE028
Figure DEST_PATH_IMAGE029
当(12)的判别式:
Figure 85563DEST_PATH_IMAGE030
解出圆1和圆2相交的两个交点坐标分别为
Figure DEST_PATH_IMAGE031
Figure 316824DEST_PATH_IMAGE032
采用上述类似的方法,可以得到圆1和圆3相交的两个交点坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE033
Figure 967248DEST_PATH_IMAGE034
采用上述类似的方法,可以得到圆2和圆3相交的两个交点坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure 127228DEST_PATH_IMAGE036
对上述三组点的距离进行对比,取出相邻距离最小的三个点。
Figure 230313DEST_PATH_IMAGE031
Figure 796423DEST_PATH_IMAGE032
,
Figure 301354DEST_PATH_IMAGE033
Figure 927508DEST_PATH_IMAGE034
四个点位例。
首先取
Figure 49047DEST_PATH_IMAGE031
Figure 622111DEST_PATH_IMAGE033
Figure 778286DEST_PATH_IMAGE034
两点的距离为
Figure DEST_PATH_IMAGE037
Figure 44182DEST_PATH_IMAGE038
再取
Figure 653018DEST_PATH_IMAGE032
Figure 764194DEST_PATH_IMAGE033
Figure 774875DEST_PATH_IMAGE034
两点的距离为
Figure DEST_PATH_IMAGE039
Figure 710208DEST_PATH_IMAGE040
对比
Figure 806340DEST_PATH_IMAGE037
Figure 721206DEST_PATH_IMAGE038
Figure 851973DEST_PATH_IMAGE039
Figure 194093DEST_PATH_IMAGE040
的大小。
假设最小值为
Figure 511941DEST_PATH_IMAGE037
Figure 27236DEST_PATH_IMAGE038
,则输出坐标
Figure 481352DEST_PATH_IMAGE031
;反之最小值为
Figure 791110DEST_PATH_IMAGE039
Figure 799517DEST_PATH_IMAGE040
,则输出坐标
Figure 852924DEST_PATH_IMAGE032
假设相邻距离最小的三个点为
Figure 692704DEST_PATH_IMAGE031
Figure 642206DEST_PATH_IMAGE033
,
Figure 200226DEST_PATH_IMAGE035
对该三个点进行重心求值,
Figure DEST_PATH_IMAGE041
Figure 484753DEST_PATH_IMAGE042
得到终端坐标为
Figure 913460DEST_PATH_IMAGE013
如由于存在误差,导致两圆有不相交的情况,则进行特殊处理,如附图4所示。
假设圆1与圆2两圆不相交,连接圆1的圆心和圆2的圆心的直线方程为,
Figure DEST_PATH_IMAGE043
(13)。
该直线与圆1相交于两点坐标分别为
Figure 565021DEST_PATH_IMAGE044
Figure DEST_PATH_IMAGE045
该直线与元2相交于两点坐标分别为
Figure 548021DEST_PATH_IMAGE046
Figure DEST_PATH_IMAGE047
对比找出这四个点距离最近的两个点,去替代前面的
Figure 412071DEST_PATH_IMAGE031
Figure 226444DEST_PATH_IMAGE032
,最后通过求重心值的方式,求出终端坐标
Figure 252169DEST_PATH_IMAGE013
Figure 519202DEST_PATH_IMAGE044
以及
Figure 718102DEST_PATH_IMAGE045
为例。
Figure 590243DEST_PATH_IMAGE044
Figure 583607DEST_PATH_IMAGE033
Figure 305313DEST_PATH_IMAGE034
两点的距离为
Figure 307904DEST_PATH_IMAGE048
Figure DEST_PATH_IMAGE049
Figure 34552DEST_PATH_IMAGE045
Figure 198817DEST_PATH_IMAGE033
Figure 909284DEST_PATH_IMAGE034
两点的距离为
Figure 449986DEST_PATH_IMAGE050
Figure DEST_PATH_IMAGE051
比较
Figure 31141DEST_PATH_IMAGE048
Figure 100728DEST_PATH_IMAGE049
Figure 564070DEST_PATH_IMAGE050
Figure 908464DEST_PATH_IMAGE051
大小。
假设最小值为
Figure 344124DEST_PATH_IMAGE048
Figure 115771DEST_PATH_IMAGE049
,则输出坐标
Figure 535251DEST_PATH_IMAGE044
替换
Figure 417757DEST_PATH_IMAGE031
;反之最小值为
Figure 474968DEST_PATH_IMAGE050
Figure 417516DEST_PATH_IMAGE051
,则输出坐标
Figure 58713DEST_PATH_IMAGE045
替换
Figure 744909DEST_PATH_IMAGE031
步骤3中,
室外位置解算时,需要将室外定位坐标映射到自定义平面地图坐标上。
本实施例中,以GPS信号为例。GPS坐标系为一个三维的立体坐标系。采用GPS坐标来做平面定位的时,需要将终端设备的GPS三维坐标投影到平面地图坐标上去,其步骤如下:
任意取终端设备所在区域的A点和B点,手动录入A点和B点经纬度坐标和对应的A点和B平面地图坐标,求出经纬弧度与平面地图的像素距离比例。
取任意非连接A点和B点的直线上的观测点C点,输入C点的经纬度坐标,计算后得到A点和C点以及B点到C点的直线距离,并最终计算得出C点出平面地图坐标。
输入终端设备经纬度坐标P点,进行位置校正,将不合理的点位去掉,即得到终端设备平面地图坐标。
具体的如下:
首先,取任意A点和B点,手动录入A 点、B点对应的经纬度坐标和平面地图坐标分别为
Figure 951899DEST_PATH_IMAGE052
Figure DEST_PATH_IMAGE053
Figure 534191DEST_PATH_IMAGE031
Figure 662684DEST_PATH_IMAGE032
,通过弧长计算公式:
Figure 886992DEST_PATH_IMAGE054
(14)
其中:
Figure DEST_PATH_IMAGE055
地球半经,
Figure 682909DEST_PATH_IMAGE056
点经度,
Figure DEST_PATH_IMAGE057
点纬度,
Figure 904943DEST_PATH_IMAGE058
点经度,
Figure DEST_PATH_IMAGE059
点纬度,
计算出A点和B点的球面距离。
根据平面两点距离公式计算平面地图的像素距离:
Figure 284847DEST_PATH_IMAGE060
(15)
得到球面与平面地图的比例为:
Figure DEST_PATH_IMAGE061
再取一个C点,经纬坐标
Figure 312845DEST_PATH_IMAGE062
,且C点与直线AB不在同一直线上。通过k计算A点与C点直线距离以及B点与C点直线距离,
Figure DEST_PATH_IMAGE063
Figure 697690DEST_PATH_IMAGE064
又,
Figure DEST_PATH_IMAGE065
(16)
Figure 356205DEST_PATH_IMAGE066
(17)
联立(16),(17)解得C的平面坐标计算值为
Figure 990449DEST_PATH_IMAGE033
Figure DEST_PATH_IMAGE067
将此两点输出到平面地图上面,观察,将不合理的点删除。
假设不合理的点是
Figure 25401DEST_PATH_IMAGE067
得C点坐标为
Figure 530331DEST_PATH_IMAGE033
;反之,C点坐标为
Figure 156485DEST_PATH_IMAGE067
A点、B点、C点都是录入点位,C点用计算的方式获取主要是为了观察录入的点位是否精准。如果不精准将重新取点,直到精准为止。
输入终端设备经纬度坐标点
Figure 278024DEST_PATH_IMAGE068
,可分别求出
Figure DEST_PATH_IMAGE069
Figure 116668DEST_PATH_IMAGE070
Figure DEST_PATH_IMAGE071
根据k求出,
Figure 977570DEST_PATH_IMAGE072
Figure DEST_PATH_IMAGE073
Figure 243466DEST_PATH_IMAGE074
由PA、PB可以通过求C点坐标方程求出P点平面地图坐标计算值为
Figure 852302DEST_PATH_IMAGE046
Figure DEST_PATH_IMAGE075
。将P的平面地图坐标计算值和C的平面地图坐标带入公式(15)得到
Figure 963477DEST_PATH_IMAGE076
Figure DEST_PATH_IMAGE077
通过校正方式,将
Figure 443000DEST_PATH_IMAGE076
Figure 614218DEST_PATH_IMAGE077
与PC比较,哪个越接近PC就取对应距离对应的坐标为P点的平面地图坐标。
考虑到取值误差,取点进行多组取值做算术平均处理。
步骤4中,
定位楼层判断。
室内定位的室内无线信号RSSI值中包含有楼层信息,获取的如室内位置解算结果不是1楼地面数据,则采用室内位置解算的坐标输出。
如只存室外定位数据,则采用室外定位数据坐标输出,同时标注为1楼地面。
步骤5中,
评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度时,
如只存在室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标,则输出对应坐标;
如室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标同时存在,则评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,对应输出室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标。
评估室内定位平面地图坐标精度,若精度评估为优,则输出对应室内定位平面地图坐标;
若室内定位平面地图坐标精度评估为差,则进行室外定位平面地图坐标精度评估;
若室外定位平面地图坐标精度评估为优,则输出对应室外定位平面地图坐标;若室外定位平面地图坐标精度评估为差,则对比室内定位平面地图坐标精度和室外定位平面地图坐标精度,输出室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图中精度更高的坐标。
室内定位平面地图坐标精度计算时,根据大量的实验数据观察得到,beacon误差和beacon的RSSI值大体成正比例关系。随着RSSI值增大,误差也越来越大,得误差关系式为:
Figure 710350DEST_PATH_IMAGE078
c
其中,n为环境因子,
c为环境参数。
不同环境影响下n和c会有一定的变化,系统定位过程中多个点,假设有m个点位,我们做多组算术平均处理,得最终误差为:
Figure DEST_PATH_IMAGE079
室外定位平面地图坐标精度计算时,假设某一比较小的时间内的数据成正太分布:
Figure 625217DEST_PATH_IMAGE080
Figure DEST_PATH_IMAGE081
Figure 457781DEST_PATH_IMAGE082
Figure DEST_PATH_IMAGE083
其中,
Figure 596639DEST_PATH_IMAGE084
为GPS经纬度对应平面地图横坐标,
Figure DEST_PATH_IMAGE085
为GPS经纬度对应平面地图纵坐标。
由正太分布性质可知,
Figure 383329DEST_PATH_IMAGE086
,需要求出
Figure DEST_PATH_IMAGE087
Figure 367465DEST_PATH_IMAGE085
对应的标准差即可。
Figure 87160DEST_PATH_IMAGE088
Figure 600181DEST_PATH_IMAGE087
方向误差:
Figure DEST_PATH_IMAGE089
同理,可得:
Figure 139746DEST_PATH_IMAGE090
最后,将GPS映射到平面系统中的坐标误差记为
Figure DEST_PATH_IMAGE091
比较,S和
Figure 193153DEST_PATH_IMAGE092
,输出对应坐标。
步骤6中,
根据坐标数据根据业务所需的地图形式,输出所需要的数据。该数据包括a. XY坐标+楼层信息;b. GPS坐标系+楼层信息。

Claims (6)

1.一种室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:包括以下步骤
步骤1.同步获取室内和室外定位信息,该定位信息包括室内无线信号RSSI值和室外卫星定位数据;
步骤2.对室内无线信号RSSI值进行室内位置解算,得到室内定位平面地图坐标;
步骤3.对室外卫星定位数据进行室外位置解算,得到室外定位平面地图坐标;
步骤4.判断定位楼层;
步骤5.评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,输出对应坐标;
步骤6. 根据坐标数据根据业务所需的地图形式,输出所需要的数据;
其中,步骤3中,室外位置解算包括以下步骤:
手动录入任意两点A点和B点的经纬度坐标(Aj,Aw),(Bj,Bw)和对应的平面地图坐标(Ax,Ay),(Bx,By),计算经纬弧度与平面地图的像素距离比例k,
Figure DEST_PATH_IMAGE002
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE004
为A点和B点之间弧长,d为A点和B点之间直线距离;
手动录入的另一观测点的经纬度坐标C点(Cj,Cw),计算得到该观测点的平面地图坐标;
输入终端设备卫星定位坐标P点(Pj,Pw),可分别求出
Figure DEST_PATH_IMAGE006
Figure DEST_PATH_IMAGE008
Figure DEST_PATH_IMAGE010
;由直线PA、PB可以通过求C点坐标方程求出P点平面地图坐标计算值为(Px,Py),(Px’,Py’),从而得P点计算值和C点的直线距离PC1,PC2,又
Figure DEST_PATH_IMAGE012
,将PC1,PC2与PC比较,哪个越接近PC就取对应距离对应的坐标为P点的室外定位平面地图坐标。
2.根据权利要求1所述的室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:步骤2中,室内位置解算包括以下步骤:
根据RSSI值,获取终端设备与基站之间的距离;
以距离终端设备最近的基站为基准,绘制圆,连接两圆相交交点或者连接两圆圆心,根据圆的标准方程和直线方程进行计算,去除不合理的计算值,得到终端设备所在位置的室内定位平面地图坐标。
3.根据权利要求1所述的室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:步骤4中,判定定位楼层时,
如室内位置解算不是1楼地面数据,则采用室内位置解算的坐标输出;
如只存室外定位数据,则采用室外定位数据坐标输出,同时标注为1楼地面。
4.根据权利要求1所述的室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:步骤5中,评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度时,
如只存在室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标,则输出对应坐标;
如室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标同时存在,则评估室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图坐标精度,对应输出室内定位平面地图坐标或室外定位平面地图坐标。
5.根据权利要求1所述的室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:校正时,比较终端设备位置解算得到的计算值与观测点之间的距离,舍弃值相差较大的点。
6.根据权利要求5所述的室内室外多技术融合定位方法,其特征在于:
评估室内定位平面地图坐标精度,若精度评估为优,则输出对应室内定位平面地图坐标;
若室内定位平面地图坐标精度评估为差,则进行室外定位平面地图坐标精度评估;
若室外定位平面地图坐标精度评估为优,则输出对应室外定位平面地图坐标;若室外定位平面地图坐标精度评估为差,则对比室内定位平面地图坐标精度和室外定位平面地图坐标精度,输出室内定位平面地图坐标和室外定位平面地图中精度更高的坐标。
CN202010765003.XA 2020-08-03 2020-08-03 一种室内室外多技术融合定位方法 Active CN111638537B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010765003.XA CN111638537B (zh) 2020-08-03 2020-08-03 一种室内室外多技术融合定位方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010765003.XA CN111638537B (zh) 2020-08-03 2020-08-03 一种室内室外多技术融合定位方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111638537A CN111638537A (zh) 2020-09-08
CN111638537B true CN111638537B (zh) 2020-11-06

Family

ID=72331590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010765003.XA Active CN111638537B (zh) 2020-08-03 2020-08-03 一种室内室外多技术融合定位方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111638537B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113423137A (zh) * 2021-03-20 2021-09-21 贵州北斗空间信息技术有限公司 一种室内外统一定位方法及系统
CN113301497B (zh) * 2021-05-21 2022-06-07 厦门大学嘉庚学院 基于RFID和Wi-Fi融合的定位方法及其系统
CN114608563B (zh) * 2022-05-11 2022-07-26 成都瑞讯物联科技有限公司 导航地图的生成方法及融合定位导航方法

Citations (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100791389B1 (ko) * 2006-12-26 2008-01-07 삼성전자주식회사 스트럭쳐드 라이트를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
CN101210824A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 富士通株式会社 信息处理装置、信息处理方法和信息处理程序
CN102158801A (zh) * 2011-02-15 2011-08-17 广州市动景计算机科技有限公司 面向移动终端用户的精准位置信息服务方法和装置
CN102918900A (zh) * 2010-06-03 2013-02-06 株式会社Ntt都科摩 定位装置以及方法
CN103024895A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 上海图龙信息科技有限公司 Gps与基站结合定位的定位方法
CN103209387A (zh) * 2013-03-22 2013-07-17 福建联迪商用设备有限公司 联合gps、wifi、基站的定位方法、装置及系统
CN103324815A (zh) * 2013-07-15 2013-09-25 丁成波 一种设计图的现实验证方法
CN103344974A (zh) * 2013-06-19 2013-10-09 上海旅游网旅行服务有限公司 一种景区导览图定位方法及系统
CN104144494A (zh) * 2013-05-10 2014-11-12 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端及其定位方法
CN104684078A (zh) * 2015-02-06 2015-06-03 四川长虹电器股份有限公司 基于仿真逼近的多基站定位算法
CN105204005A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种基于地理坐标系的vts系统雷达回波视频显示方法
CN105324993A (zh) * 2013-11-20 2016-02-10 Cjcgv株式会社 对多投影剧场中的内容的大小进行归一化的方法和装置以及计算机可读记录介质
CN106597509A (zh) * 2017-01-04 2017-04-26 广东小天才科技有限公司 一种定位方法及装置
CN107682814A (zh) * 2017-08-16 2018-02-09 江苏大学 一种基于地理围栏算法的用户可编辑的智能导游系统设计方法
CN108107461A (zh) * 2016-11-24 2018-06-01 星际空间(天津)科技发展有限公司 一种基于移动终端室内外定位无缝切换方法
CN109379700A (zh) * 2018-11-23 2019-02-22 维沃移动通信有限公司 定位方法及移动终端
CN110716223A (zh) * 2019-09-30 2020-01-21 北京摩拜科技有限公司 车辆定位方法、服务器
CN110823233A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 广东电网有限责任公司 一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统
CN111328013A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 中国移动通信集团山东有限公司 移动终端定位方法及系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8587617B2 (en) * 2009-02-04 2013-11-19 Raytheon Company Apparatus and method for map zooming
CN105334527B (zh) * 2015-11-30 2018-04-03 北京奇虎科技有限公司 定位装置切换定位方式的方法和系统
CN107015256A (zh) * 2017-03-31 2017-08-04 上海斐讯数据通信技术有限公司 可穿戴电子设备及定位导航系统
CN107339990B (zh) * 2017-06-27 2020-05-08 北京邮电大学 多模式融合定位系统及方法
CN107416623A (zh) * 2017-06-29 2017-12-01 深圳市泰衡诺科技有限公司上海分公司 一种楼层检测提示系统及方法
CN109525935B (zh) * 2018-11-23 2021-01-15 武汉大学 一种针对普适室内环境的智能楼层感知方法及控制系统
CN110081887A (zh) * 2019-04-23 2019-08-02 电子科技大学广东电子信息工程研究院 一种室内外无缝切换的定位方法及终端

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100791389B1 (ko) * 2006-12-26 2008-01-07 삼성전자주식회사 스트럭쳐드 라이트를 이용한 거리 측정 장치 및 방법
CN101210824A (zh) * 2006-12-28 2008-07-02 富士通株式会社 信息处理装置、信息处理方法和信息处理程序
CN102918900A (zh) * 2010-06-03 2013-02-06 株式会社Ntt都科摩 定位装置以及方法
CN102158801A (zh) * 2011-02-15 2011-08-17 广州市动景计算机科技有限公司 面向移动终端用户的精准位置信息服务方法和装置
CN103024895A (zh) * 2011-09-21 2013-04-03 上海图龙信息科技有限公司 Gps与基站结合定位的定位方法
CN103209387A (zh) * 2013-03-22 2013-07-17 福建联迪商用设备有限公司 联合gps、wifi、基站的定位方法、装置及系统
CN104144494A (zh) * 2013-05-10 2014-11-12 中兴通讯股份有限公司 一种移动终端及其定位方法
CN103344974A (zh) * 2013-06-19 2013-10-09 上海旅游网旅行服务有限公司 一种景区导览图定位方法及系统
CN103324815A (zh) * 2013-07-15 2013-09-25 丁成波 一种设计图的现实验证方法
CN105324993A (zh) * 2013-11-20 2016-02-10 Cjcgv株式会社 对多投影剧场中的内容的大小进行归一化的方法和装置以及计算机可读记录介质
CN104684078B (zh) * 2015-02-06 2018-08-14 四川长虹电器股份有限公司 基于仿真逼近的多基站定位算法
CN104684078A (zh) * 2015-02-06 2015-06-03 四川长虹电器股份有限公司 基于仿真逼近的多基站定位算法
CN105204005A (zh) * 2015-10-19 2015-12-30 中国电子科技集团公司第二十八研究所 一种基于地理坐标系的vts系统雷达回波视频显示方法
CN108107461A (zh) * 2016-11-24 2018-06-01 星际空间(天津)科技发展有限公司 一种基于移动终端室内外定位无缝切换方法
CN106597509A (zh) * 2017-01-04 2017-04-26 广东小天才科技有限公司 一种定位方法及装置
CN107682814A (zh) * 2017-08-16 2018-02-09 江苏大学 一种基于地理围栏算法的用户可编辑的智能导游系统设计方法
CN109379700A (zh) * 2018-11-23 2019-02-22 维沃移动通信有限公司 定位方法及移动终端
CN111328013A (zh) * 2018-12-17 2020-06-23 中国移动通信集团山东有限公司 移动终端定位方法及系统
CN110716223A (zh) * 2019-09-30 2020-01-21 北京摩拜科技有限公司 车辆定位方法、服务器
CN110823233A (zh) * 2019-11-28 2020-02-21 广东电网有限责任公司 一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"GIS软件开发中经纬度与像素坐标间的转换";陈雄等;《电子技术》;20101231;4-6 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111638537A (zh) 2020-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111638537B (zh) 一种室内室外多技术融合定位方法
JP5710249B2 (ja) ビーコンを用いた電波識別リーダーの位置測定方法及びそのための電波識別システム
EP2462409B1 (en) Method of detecting transportation network database errors and devices thereof
CN103560813B (zh) 一种基于蓝牙技术的移动终端定位方法及装置
Miu Design and implementation of an indoor mobile navigation system
CN104330081B (zh) 一种描述性位置提示信息的生成方法和装置
CN105629080B (zh) 一种电磁分布态势图或路径电磁分布图的绘制方法
CN108445520A (zh) 一种基于云端的室内外建图方法、装置、电子设备及计算机程序产品
CN103596263B (zh) 一种室内定位中获取位置的方法及装置
CN104581931A (zh) 一种定位方法、装置及终端
JP5302016B2 (ja) 空間情報管理システム、及び地図情報サーバ装置、並びに、プログラム
KR20120140380A (ko) 실내지도 데이터베이스, 지도 서비스 제공장치 및 방법, 개방형 api를 이용한 실내지도 제공장치, 그리고 실내지도 제작장치 및 방법
KR20190059120A (ko) 사물인터넷 기반의 증강현실을 이용한 시설물 점검 시스템
JP2007221541A (ja) 位置検出方法
CN105451329B (zh) 一种定位方法及电子设备
CN110022574A (zh) 一种uwb室内定位基站的自动配置方法
CN110926479A (zh) 自动生成室内三维导航地图模型的方法和系统
CN111024059A (zh) 用于厂区内三维空间的高精度人员定位系统及方法
CN108281023A (zh) 一种通过移动终端展示实时路况的方法和系统
CN109827573A (zh) 坐标系的判断方法、系统及应用
CN109541661A (zh) 一种定位方法和装置
CN101326559B (zh) 位置信息交换装置以及位置信息交换方法
CN112788533A (zh) 一种融合5g通信和uwb的室内定位方法、装置和系统
CN101577853A (zh) 一种无线台站终端精确定位方法
JP2016085174A (ja) 屋内測位用の測位信号送信機及び当該送信機の座標登録装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: An indoor and outdoor multi technology fusion positioning method

Effective date of registration: 20220215

Granted publication date: 20201106

Pledgee: Bank of China Limited Chengdu Jinniu sub branch

Pledgor: Chengdu Ruidake Information Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2022510000039

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right