CN112526572B - 室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统，包括：通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数；将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航及室内外融合区域导航；判断第一定位参数和第二定位参数是否满足定位条件；若是，获取当前导航场景对应的定位网络作为导航网络；若否，使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络。采用本方法对定位场景的描述更加精准，并根据不同的定位场景进行不同的定位策略，能够完成在不同定位系统之间的无缝定位。

Description

室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统

技术领域

本申请涉及定位技术领域，特别是涉及一种室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统。

背景技术

随着社会进入移动互联时代，室内定位成为了位置服务的研究热点，同时也开启了室内外无缝定位的新纪元。区域化的定位已经不能满足人们对位置服务的要求。人们需要全方位的、不受环境约束的定位服务，这就需要定位技术实现在不同的场景下的平稳过渡，而室内外无缝定位技术的目的正是要融合室外和室内的定位技术，以满足人们对导航服务更高的要求。

目前，尚没有一种单一的定位技术能够满足人们对全方位服务的要求。虽然在室外开阔区域，全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System，GNSS)已经足以提供成熟的定位服务，但是在室外遮挡环境下，单纯依靠GNSS技术依然存在诸多的限制和不足。近年来，室内定位得到了飞速发展，甚至部分定位方案已经开始了商业化应用，其中作为佼佼者的超宽带(Ultra-Wideband，UWB)，相比于WIFI、ZigBee、蓝牙，该系统具有穿透力强、抗干扰、定位精度高等优点，在室内移动物体的定位跟踪和导航方面有其显著优势。但像超宽带的这类室内定位是独立发展起来的，与室外GNSS技术存在先天的缝隙，在此情况下实现室外遮挡环境下定位、室内环境下定位、室内外交互区域定位和定位系统之间的切换问题就成为了室内外无缝定位技术研究中的焦点。未来定位技术的发展趋势之一就是将GNSS技术和无线定位技术相结合，即可以利用GNSS技术实现室外环境下的定位，又可以利用无线定位技术实现室内环境下的位置服务。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够消除室内与室外因定位技术不同导致存在的缝隙，平稳的在室内外区域完成过渡的室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统。

一种室内外无缝导航的网络切换方法，所述方法包括：

通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数；

将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；所述当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航；

判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件；

若是，则获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络；

若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络。

在其中一个实施例中，所述第一定位网络为卫星导航定位网络，所述第二定位网络为超宽带导航定位网络；所述判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件，包括：

判断所述卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断所述超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

在其中一个实施例中，所述获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络，包括：

当所述当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；

当所述当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络；

当所述当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络均作为导航网络。

在其中一个实施例中，所述将所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络均作为导航网络，或所述使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络之后，包括：

根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；

根据所述超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；

将所述卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得所述卫星伪距与所述超宽带网络的测距距离相近；

根据调整后的所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络进行定位导航。

在其中一个实施例中，所述通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数之后，还包括：

对所述第一定位参数和所述第二定位参数按照定位精度影响程度进行分组得到积极参数和消极参数；

分别对所述积极参数和所述消极参数进行数据的归一化，以使得所述第一定位参数和所述第二定位参数表示范围相同。

在其中一个实施例中，所述第一定位参数是基于卫星导航系统所采集得到的，包括：

解析卫星导航系统的相关电文，其中包括卫星导航接收机所处环境的信号接收质量与所述环境下卫星导航的状态；

分别挑选并提取出在室外场景下卫星导航接收机所接收到的导航电文，并解析出后续场景分类所用到的相关信息，所述相关信息包括参与位置解算的卫星数量、水平定位精度以及参与位置解算的每颗星的运行状态。

在其中一个实施例中，所述第二定位参数是基于超宽带定位系统所采集得到的，包括：

解析来自超宽带锚节点的导航信息，来自超宽带锚节点的导航信息包括超宽带接收机所处环境的信息接收质量与所述环境的超宽带导航系统锚节点的状态。

对室内环境下超宽带接收机所接收到的导航电文进行挑选与提取，并解析得到后续用于场景分类的相关信息，所述相关信息包括可接收到的超宽带锚节点数量、每个锚节点对应的数据稳定程度、接收机接到的每个锚节点的信号强度。

一种室内外无缝导航的网络切换系统，所述系统包括：

第一定位参数集模块，用于通过第一定位网络采集第一定位参数；

第二定位参数采集模块，用于通过第二定位网络采集第二定位参数；

融合定位模块，用于将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；所述当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航；判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件；若是，则获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络；若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络。

在其中一个实施例中，所述第一定位网络为卫星导航定位网络，所述第二定位网络为超宽带导航定位网络；所述融合定位模块还用于判断所述卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断所述超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

在其中一个实施例中，所述融合定位模块还用于当所述当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；当所述当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络；当所述当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络均作为导航网络。

上述室内外无缝导航的网络切换方法与定位系统，完成接收机在室内外切换过程中的导航定位问题，根据所采集的到的室外卫星导航系统的卫星工作参数、和室内超宽带锚节点工作参数，筛选和处理后对定位场景进行分类，对定位场景的描述更加精准，并根据不同的定位场景进行不同的定位策略，能够完成在不同定位系统之间的无缝定位。

附图说明

图1是本发明提供的室内外无缝导航的网络切换流程示意图；

图2是本发明提供的另一实施例中的室内外无缝导航的网络切换流程示意图；

图3是本发明提供的二维室内外移动轨迹示意图；

图4为本发明提供的无缝导航数据模型中关于卫星信噪比和锚节点信号强度为维度的分类结果；

图5为本发明提供的室内外无缝导航的网络切换的软件流程图；

图6为本发明提供的室内外无缝导航的定位系统的结构示意图；

图7为本发明提供的计算机设备的结构框图。

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。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种室内外无缝导航的网络切换方法，本实施例以该方法应用于终端进行举例说明。本实施例中，该方法包括以下步骤：

S102：通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数。

具体地，第一定位网络为卫星导航定位网络，第二定位网络为超宽带导航定位网络。

这样第一定位参数和第二定位参数对于室外导航部分主要有GNSS卫星数量、定位精度、方位角与仰角和伪距等，对于室内导航主要包含接收到锚节点数量、信号强度、测距稳定度和距离锚节点中心的距离等。

此外得到室内区域的相对坐标后，为了实现在室内外区域的无缝导航，需要将室内区域的相对坐标根据距离关系转变为WGS84高斯坐标系，再将WGS84高斯坐标系转变为室外卫星导航系统使用的经纬高坐标系，由此实现了异构网络定位的坐标统一问题。

上述方法实现了室外卫星导航系统和室内超宽带定位系统的实时采集得到接收机在室内外运动过程中的导航信号，并将定位坐标系进行统一，为后续的无缝导航功能的实现奠定了基础。

S104：将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航。

具体地，场景分为三种，包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航。这样根据第一定位参数和第二定位参数将移动轨迹分为室外区域、室内外融合区域和室内区域。

S106：判断第一定位参数和第二定位参数是否满足定位条件。

S108：若是，则获取当前导航场景对应的定位网络作为导航网络；

S110：若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络。

可选地，判断第一定位参数和第二定位参数是否满足定位条件，包括：判断卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

其中，根据是否满足定位条件可以将上述三种场景分为两类情况，即第一类为卫星和超宽带定位系统都满足定位条件(即可用的卫星数量大于四且可用的超宽带锚节点数量大于三)，第二类为卫星数量和超宽带锚节点数量不满足定位条件。对于第一种情况使用聚类方法进行切换，对于第二种情况使用伪距等比修正模型进行计算。

其中，聚类方法是指根据所确定的当前导航场景进行导航网络的切换。而伪距等比修正模型则是由于所涉及的定位网络均不满足定位条件，因此需要结合处理。

也就是说，将运动轨迹上的采集点完成聚类判定后，对于室外区域，使用卫星导航系统完成定位问题；对于室内区域，使用超宽带定位系统完成定位问题；在室内外融合定位区域，则会使用室内外融合区域的融合定位算法。对于融合定位区域根据导航网络的状态参数对场景分类后，得到属于室内外融合区域的采集点，对其使用统一误差优化模型得到更为精准的定位目标，包括：对融合区域的采集点进行进一步判别，识别使用单一定位系统能够达到更高的定位精度的采集点，并对无法使用单一定位系统完成定位的采集点，使用卫星导航系统和超宽带定位系统进行异构网络的组合定位，并通过误差统一模型完成减小卫星导航系统的定位误差。

具体地，在得到按定位场景分类的定位点后，根据采集点所属于不同的类，采用不同的定位网络对其进行定位，例如当路径上的某一点经过聚类，得到其属于室内定位区域，因此采用室内的超宽带定位系统对该采集点进行定位。对于室内外融合区域则需要对其进行进一步分类，判断融合区域的采集点是否存在于超宽带定位网络所组成的凸包内，如果存在则使用超宽带定位网络对其进行定位，否则继续判断该采集点能够接收到四个以上卫星，如果能够接收就是用卫星定位系统对其进行定位，否则使用误差统一模型，选取对应的卫星，与能够接收到的锚节点进行异构网络之间的组合定位，由此接收机在室内外的移动过程中实现了无缝导航的功能。

上述室内外无缝导航的网络切换方法，完成接收机在室内外切换过程中的导航定位问题，根据所采集得到的室外卫星导航系统的卫星工作参数、和室内超宽带锚节点工作参数，筛选和处理后对定位场景进行分类，对定位场景的描述更加精准，并根据不同的定位场景进行不同的定位策略，能够完成在不同定位系统之间的无缝定位。

在其中一个实施例中，获取当前导航场景对应的定位网络作为导航网络，包括：当当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；当当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络；当当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络均作为导航网络。

在其中一个实施例中，将超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络均作为导航网络，或使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络之后，包括：根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；根据超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；将卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得卫星伪距与超宽带网络的测距距离相近；根据调整后的超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络进行定位导航。

具体地，将运动轨迹上的采集点完成聚类判定后，对于室外区域，使用卫星导航系统完成定位问题；对于室内区域，使用超宽带定位系统完成定位问题；在室内外融合定位区域，则会使用室内外融合区域的融合定位算法。

具体的，卫星导航系统中的伪距距离远大于超宽带定位系统的测距结果，所以存在于卫星导航系统伪距的系统误差也远大于超宽带定位系统中的测距误差。因此需要将卫星导航系统中的卫星坐标进行坐标变换，使得伪距距离与超宽带测距距离相近，从而使得存在于伪距当中的系统误差得以减小，提高了这两种异构网络之间的融合定位精度。

在第一种情况下获取单一定位网络下的定位结果，在第二种情况下根据卫星伪距与超宽带测距结果计算定位坐标，每一个采集点进行如上操作得到用户的移动轨迹。

在对判决参数进行初始化操作后，使用基于轨迹约束的网络切换方法对移动轨迹上的采集点按定位场景分类，可分为：室内区域、室外区域，室内外融合区域。首先根据导航网络状态参数选取三个初始簇中心，例如，对于室内定位网络，根据轨迹点距离锚节点的中心聚类选取室内区域簇中心；选取了初始簇中心后需要，移动轨迹上的每一个采集点分别计算自身与簇中心的欧式距离，将该采集点归类于距离某一个簇中心最近的那一簇，依次遍历完移动轨迹上的所有采集点；遍历完所有的采集点之后，计算室内外融合区域簇的中心点，将其作为室内外融合区域的簇中心；重复计算路径上每个采集点距离簇中心的距离，并选取距离最小的那一类；进行迭代，直到室内外融合区域的簇中心的变化值小于阈值，则完成了移动轨迹上采集点的定位场景的分类工作。定位场景的分类效果如图3所示。

在其中一个实施例中，通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数之后，还包括：对第一定位参数和第二定位参数按照定位精度影响程度进行分组得到积极参数和消极参数；分别对积极参数和消极参数进行数据的归一化，以使得第一定位参数和第二定位参数表示范围相同。

所述取得到的室外卫星导航参数模型与室内超宽带定位参数模型，根据该模型中参与解算的卫星数量、卫星水平定位精度、参与解算中每颗星的信噪比、参与解算的超宽带锚节点的数量、超宽带测距信息的稳定程度以及待测点距离超宽带锚节点中心的距离进行定位场景的分类，包括：需要对上述的参数根据其对最终定位结果的影响，将其分为两类：积极影响和消极影响。根据每种导航参数对最终定位结果的影响类型，进行不同的归一化操作，使不同参数的变化范围一致。在上述处理后得到的室内外融合导航模型中，选取一个室内测试点和一个室外测试点作为两个基准点。将每一组室内外融合导航数据根据基准点进行聚类，将接收机的移动轨迹分为三类：室外区域、室内区域以及室内外融合区域。对于室内外融合区域进行参与解算的卫星和超宽带进行筛选，通过异构网络误差统一模型完成融合区域的定位，通过最终定位结果仿真得到对应定位结果的卫星导航数据。

具体地，将参数分为积极参数和消极参数后进行归一化操作，其中作为积极参数的有参与解算的卫星数量、参与解算的每个星的信噪比、参与解算的超宽带的锚节点的数量；作为消极参数的有卫星的水平定位精度、超宽带测距信息的稳定程度、待测点距离超宽带锚节点中心点的距离。对积极参数和消极参数的数据进行归一化操作，使得数据表示范围相同。

使用上述采集得到的判决参数，将积极参数和消极参数进行相应的格式变换，同时根据最近邻的原则进行定位方式的切换判决，将移动轨迹分为室外区域，室内外融合区域，室内区域。

具体地，将处理过后的数据进行聚类算法，选取三个簇中心，室内区域，室外区域以及室内外融合区域，把待聚类的数据，与三个簇中心依次计算欧氏距离，选取距离最近的距离并将该数据归类到相应簇中心的那一类，然后根据类中心重新选取簇中心，进行迭代操作，直到簇中心的变化量小于阈值，则完成了聚类操作，将移动路径上的采集点分为三类，室内区域，室外区域，室内外融合区域。

在其中一个实施例中，第一定位参数是基于卫星导航系统所采集得到的，包括：解析卫星导航系统的相关电文，其中包括卫星导航接收机所处环境的信号接收质量与环境下卫星导航的状态；分别挑选并提取出在室外场景下卫星导航接收机所接收到的导航电文，并解析出后续场景分类所用到的相关信息，相关信息包括参与位置解算的卫星数量、水平定位精度以及参与位置解算的每颗星的运行状态。

在其中一个实施例中，第二定位参数是基于超宽带定位系统所采集得到的，包括：解析来自超宽带锚节点的导航信息，来自超宽带锚节点的导航信息包括超宽带接收机所处环境的信息接收质量与环境的超宽带导航系统锚节点的状态；对室内环境下超宽带接收机所接收到的导航电文进行挑选与提取，并解析得到后续用于场景分类的相关信息，相关信息包括可接收到的超宽带锚节点数量、每个锚节点对应的数据稳定程度、接收机接到的每个锚节点的信号强度。

应该理解的是，虽然图1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1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，提供了一种室内外无缝导航的网络切换系统，包括：

第一定位参数集模块，用于通过第一定位网络采集第一定位参数；

第二定位参数采集模块，用于通过第二定位网络采集第二定位参数；

融合定位模块，用于将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航；判断第一定位参数和第二定位参数是否满足定位条件；若是，则获取当前导航场景对应的定位网络作为导航网络；若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络。

在其中一个实施例中，第一定位网络为卫星导航定位网络，第二定位网络为超宽带导航定位网络；融合定位模块还用于判断卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

在其中一个实施例中，上述融合定位模块还用于当当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；当当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络；当当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络均作为导航网络。

在其中一个实施例中，上述融合定位模块还用于根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；根据超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；将卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得卫星伪距与超宽带网络的测距距离相近；根据调整后的超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络进行定位导航。

在其中一个实施例中，上述融合定位模块还用于通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数之后，还包括：对第一定位参数和第二定位参数按照定位精度影响程度进行分组得到积极参数和消极参数；分别对积极参数和消极参数进行数据的归一化，以使得第一定位参数和第二定位参数表示范围相同。

在其中一个实施例中，上述融合定位模块还用于解析卫星导航系统的相关电文，其中包括卫星导航接收机所处环境的信号接收质量与环境下卫星导航的状态；分别挑选并提取出在室外场景下卫星导航接收机所接收到的导航电文，并解析出后续场景分类所用到的相关信息，相关信息包括参与位置解算的卫星数量、水平定位精度以及参与位置解算的每颗星的运行状态。

在其中一个实施例中，上述融合定位模块还用于解析来自超宽带锚节点的导航信息，来自超宽带锚节点的导航信息包括超宽带接收机所处环境的信息接收质量与环境的超宽带导航系统锚节点的状态。对室内环境下超宽带接收机所接收到的导航电文进行挑选与提取，并解析得到后续用于场景分类的相关信息，相关信息包括可接收到的超宽带锚节点数量、每个锚节点对应的数据稳定程度、接收机接到的每个锚节点的信号强度。

在实际应用中，参见图6，该室内外无缝导航的定位系统包括：

卫星数据采集模块，用于在装置工作的状态下，对NMEA与UBX卫星导航电文进行实时采集，并将采集得到的数据整理得到卫星导航数据结构，并将其发送给融合定位模块。

超宽带数据采集模块，用于在装置工作的状态下，对超宽带锚节点发送的测距信息进行实时采集，并根据测距信息计算自身相对于锚节点的坐标，将数据整理成超宽带导航数据结构，并发送给融合定位模块。

融合定位模块，用于在接收到卫星数据采集模块和超宽带数据采集模块发送的导航信息之后，对其进行解析得到分类所需的参与解算的卫星数量、水平定位精度、每颗星的信噪比和仰角、可接受到的UWB锚节点数、测距信息的稳定程度、距离锚节点中心点的距离，根据信息对定位场景进行分类，其中对于融合场景下的定位的结果通过伪距等比修正模型进行计算，并将定位结果进行输出。

轨迹生成模块，用于将超宽带定位系统的定位结果和卫星导航系统的定位结果进行坐标统一，完成超宽带系统的相对坐标与经纬度坐标到高斯坐标的变换。

可选地，数据采集模块包括：

数据解析单元，用于解析卫星导航电文，从其中特定的字段当中得到卫星导航系统的实时状态参数以及接收机自身的定位信息；

信息筛选单元，用于挑选并提取出信号单元所采集到的后续进行分类判断所包含的输入参数，包含参与解算的卫星数量、水平定位精度、每颗星的信噪比和仰角、可接受到的UWB锚节点数、测距信息的稳定程度、距离锚节点中心点的距离；

数据传输单元，用于将处理之后得到的室内外融合导航数据结构，通过串口通信的方式发送给融合定位模块。

可选地，融合定位模块包括：

数据结构整理单元，用于将数据采集单元发送的数据结构进行与轨迹运行状态相结合，将其作为后续场景分类的输入参数。

定位场景分类单元，用于将移动轨迹上的定位点与室内、室外和室内外融合区域进行聚类，使得每一个定位点分别属于相符合的定位场景。

误差统一优化单元，用于将属于室内外融合区域的定位点根据卫星导航的定位状态，卫星导航系统与超宽带定位系统进行组合定位，通过对卫星坐标进行几何变换在室内外融合区域消除一部分由于卫星导航系统遮挡存的定位误差。

可选地，融合定位单元还需要将场景分类结果和误差统一优化结果输出到数据保存与显示模块。将用户在移动轨迹上的定位点与场景分类结果整体显示。同时在室内外融合定位场景下，将误差统一优化后的定位结果在用户移动轨迹上显示。

可选地，装置还包括：

数据保存与显示模块，用于保存信息采集模块的室内外导航信息，并将定位结果显示在屏幕上；

接收天线及支撑模块，用于配合信息采集单元完成对卫星导航信号和超宽带导航信号的采集工作。

供电模块，用于对信号采集模块，数据融合模块和数据采集模块完成供电工作。

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终端，其内部结构图可以如图7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、通信接口、显示屏和输入装置。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和计算机程序。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。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、运营商网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种室内外无缝导航的网络切换方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图7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 (10)

1.一种室内外无缝导航的网络切换方法，其特征在于，所述方法包括：

通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数；

将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；所述当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航；

判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件；

若是，则获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络，包括：当所述当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络均作为导航网络；

若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络，包括：误差统一模型，选取对应的卫星，与能够接收到的锚节点进行异构网络之间的组合定位；

所述将所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络均作为导航网络之后，包括：

根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；

根据所述超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；

将所述卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得所述卫星伪距与所述超宽带网络的测距距离相近；

根据调整后的所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络进行定位导航。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一定位网络为卫星导航定位网络，所述第二定位网络为超宽带导航定位网络；所述判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件，包括：

判断所述卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断所述超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络，包括：

当所述当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；

当所述当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络之后，包括：

根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；

根据所述超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；

将所述卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得所述卫星伪距与所述超宽带网络的测距距离相近；

根据调整后的所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络进行定位导航。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过第一定位网络采集第一定位参数，通过第二定位网络采集第二定位参数之后，还包括：

对所述第一定位参数和所述第二定位参数按照定位精度影响程度进行分组得到积极参数和消极参数；

分别对所述积极参数和所述消极参数进行数据的归一化，以使得所述第一定位参数和所述第二定位参数表示范围相同。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一定位参数是基于卫星导航系统所采集得到的，包括：

解析卫星导航系统的相关电文，其中包括卫星导航接收机所处环境的信号接收质量与所述环境下卫星导航的状态；

分别挑选并提取出在室外场景下卫星导航接收机所接收到的导航电文，并解析出后续场景分类所用到的相关信息，所述相关信息包括参与位置解算的卫星数量、水平定位精度以及参与位置解算的每颗星的运行状态。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二定位参数是基于超宽带定位系统所采集得到的，包括：

解析来自超宽带锚节点的导航信息，来自超宽带锚节点的导航信息包括超宽带接收机所处环境的信息接收质量与所述环境的超宽带导航系统锚节点的状态；

对室内环境下超宽带接收机所接收到的导航电文进行挑选与提取，并解析得到后续用于场景分类的相关信息，所述相关信息包括可接收到的超宽带锚节点数量、每个锚节点对应的数据稳定程度、接收机接到的每个锚节点的信号强度。

8.一种室内外无缝导航的网络切换系统，其特征在于，所述系统包括：

第一定位参数集模块，用于通过第一定位网络采集第一定位参数；

第二定位参数采集模块，用于通过第二定位网络采集第二定位参数；

融合定位模块，用于将第一定位参数与第二定位参数组合得到无缝导航参数，使用预先设定得到的场景判别中心与无缝导航参数进行比较，以确定当前导航场景；所述当前导航场景包括室内区域导航、室外区域导航以及室内外融合区域导航；判断所述第一定位参数和所述第二定位参数是否满足定位条件；若是，则获取所述当前导航场景对应的定位网络作为导航网络，包括：当所述当前导航场景为室内外融合区域导航时，则将超宽带导航定位网络和卫星导航定位网络均作为导航网络，根据卫星导航定位网络获取卫星的空间位置坐标以及接收机获得的卫星伪距；根据所述超宽带导航定位网络获取各个超宽带锚节点的空间位置坐标以及各个超宽锚节点到接收机的距离；将所述卫星的空间位置坐标进行坐标转换，以使得所述卫星伪距与所述超宽带网络的测距距离相近；根据调整后的所述超宽带导航定位网络和所述卫星导航定位网络进行定位导航；若否，则使用伪距等比修正模型进行计算，以确定待切换的定位网络作为导航网络，包括：误差统一模型，选取对应的卫星，与能够接收到的锚节点进行异构网络之间的组合定位。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一定位网络为卫星导航定位网络，所述第二定位网络为超宽带导航定位网络；所述融合定位模块还用于判断所述卫星导航定位网络中可用卫星数量是否大于第一预设值，以及判断所述超宽带导航定位网络中可用的超宽带锚节点的数量是否大于第二预设值。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述融合定位模块还用于当所述当前导航场景为室内区域导航时，则获取超宽带导航定位网络为导航网络；当所述当前导航场景为室外区域导航时，则获取卫星导航定位网络为导航网络。

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