CN113970328A - 室内定位方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本公开涉及室内定位方法、装置及系统。室内定位方法包括：获取第一终端的惯性导航数据；获取第一终端在接收的来自多个无线信标的无线信号的信号数据，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；根据对应的信号数据，判断第一终端是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；在第一终端位于可定位区域内的情况下，根据至少一个无线信标的信号数据，确定第一终端的位置坐标；在第一终端位于可定位区域外的情况下，根据第一终端在位于可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标；存储第一终端每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

Description

室内定位方法、装置及系统

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，特别涉及室内定位方法、装置及系统、计算机可存储介质。

背景技术

用户终端在室外可以通过GPS(Global Positioning System，全球定位系统)进行室外定位，但是室内无卫星信号，无法通过GPS进行室内定位。

相关技术中，通过人工标注的方式采集室内位置坐标和与每个位置坐标对应的多个内置在室分吸顶天线中的无线信标的信号数据。

发明内容

发明人认为：相关技术，为实现较高精度的室内定位，人工标注成本高，且无线信标内置在室分吸顶天线中，配置不够灵活，生产成本高。

针对上述技术问题，本公开提出了一种解决方案，实现了较高精度的室内定位，降低了人工标注成本，并使无线信标的配置更加灵活，实现了共享室分吸顶天线资源的同时，降低了生产成本。

根据本公开的第一方面，提供了一种室内定位方法，包括：获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据；获取所述第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标；在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

在一些实施例中，所述多个时刻包括第i时刻和第j时刻，所述第一终端在第i时刻位于至少一个无线信标的可定位区域内，所述第一终端在第j时刻位于所述多个无线信标的可定位区域外，i和j为不同的正整数，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标包括：根据第i时刻的惯性导航数据和第j时刻的惯性导航数据，确定所述第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向；根据所述移动距离、所述移动方向和所述第一终端在第i时刻的位置坐标，确定所述第一终端在第j时刻的位置坐标。

在一些实施例中，第i时刻为与第j时刻最近的所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻。

在一些实施例中，所述信号数据包括信号强度，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内包括：对于每个时刻，在存在信号强度大于预设阈值的至少一个无线信标的信号数据的情况下，判断所述第一终端位于所述至少一个无线信标的可定位区域内。

在一些实施例中，信号数据包括信号类型、信号强度和标识，每个无线信标对应唯一的标识。

在一些实施例中，室内定位方法还包括：获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据；根据所述第二终端在当前时刻测量到的信号数据和所述对应关系，确定所述第二终端在当前时刻的位置坐标。

在一些实施例中，室内定位方法还包括：通过所述接口，读取所述无线信标的配置信息；通过接口，向所述无线信标的配置更新模块发送配置更新信息，所述配置更新信息由配置人员根据所述配置信息得到。

在一些实施例中，每个室分吸顶天线通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。

在一些实施例中，所述多个无线信标包括超声波发射头、蓝牙模块、WIFI模块、可见光模块和超宽带模块中的至少一种。

在一些实施例中，每个无线信标的可定位区域为以该无线信标为圆心、指定值为半径的圆形区域。

在一些实施例中，所述接口为USB接口、六类网线接口或电源接口。

在一些实施例中，每个无线信标通过所述接口与任一个室分吸顶天线的通信模块可拆卸地连接。

根据本公开第二方面，提供了一种室内定位装置，包括：第一获取模块，被配置为获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据；第二获取模块，被配置为获取所述第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；判断模块，被配置为对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；第一确定模块，被配置为在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标；第二确定模块，被配置为在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；存储模块，被配置为存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

根据本公开第三方面，提供了一种室内定位装置，包括：存储器；以及耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令，执行上述任一实施例所述的室内定位方法。

根据本公开的第四方面，提供了一种室内定位系统，包括：多个无线信标，分散设置在室内，被配置为产生无线信号，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；第一终端，被配置为：获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据，获取所述第一终端在多个时刻接收的来自所述多个无线信标的无线信号的信号数据，对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内，在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标，在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；和服务器，被配置为存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

在一些实施例中，服务器还被配置为：获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据；根据所述第二终端在当前时刻测量到的信号数据和所述对应关系，确定所述第二终端在当前时刻的位置坐标。

在一些实施例中，所述服务器还被配置为：通过所述接口，读取所述无线信标的配置信息；通过所述接口，向所述所无线信标的配置更新模块发送配置更新信息，所述配置更新信息由配置人员根据所述配置信息得到。

在一些实施例中，每个室分吸顶天线通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。

根据本公开的第五方面，提供了一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的室内定位方法。

在上述实施例中，实现了较高精度的室内定位，降低了人工标注成本，并使无线信标的配置更加灵活，实现了共享室分吸顶天线资源的同时，降低了生产成本。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本公开的实施例，并且连同说明书一起用于解释本公开的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本公开，其中：

图1是示出根据本公开一些实施例的室内定位方法的流程图；

图2是示出根据本公开一些实施例的室内定位系统的部分结构示意图；

图3是示出根据本公开一些实施例的第一终端在室内移动的示意图；

图4是示出根据本公开一些实施例的确定第一终端的位置坐标的流程图；

图5是示出根据本公开另一些实施例的室内定位方法的流程图；

图6是示出根据本公开一些实施例的室内定位装置的框图；

图7是示出根据本公开另一些实施例的室内定位装置的框图；

图8是示出根据本公开一些实施例的室内定位系统的框图；

图9是示出用于实现本公开一些实施例的计算机系统的框图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

下面将结合图1和图2详细描述本公开一些实施例的室内定位方法。

图1是示出根据本公开一些实施例的室内定位方法的流程图。

图2是示出根据本公开一些实施例的室内定位系统的部分结构示意图。

如图1所示，室内定位方法包括：步骤S110，获取第一终端在多个时刻的惯性导航数据；步骤S120，获取信号数据；步骤S130，判断第一终端在每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；步骤S140，根据至少一个无线信标的信号数据，确定第一终端的位置坐标；步骤S150，根据第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标；和步骤S160，存储第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。例如，步骤S110-步骤S160由第一终端和部署在服务器的室内定位平台中的至少一种执行。

在本公开中，通过根据无线信号的信号数据确定第一终端在可定位区域内的位置坐标，并结合可定位区域内的位置坐标和惯性导航数据，确定了第一终端在可定位区域外的位置坐标，实现了较高精度的室内定位，进而通过位置坐标和信号数据的对应关系，实现了较高精度的位置化的无线数据库的自动采集，并降低了人工标注成本。

另外，相比于通过在室内密集部署大量蓝牙设备，并利用三角定位技术进行室内定位的方式，本公开通过结合惯性导航数据，无需增设大量的蓝牙设备，保证了室内定位精度的同时，降低了硬件成本。

在步骤S110中，获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据。例如，第一终端包括但不限于室内的清洁车装专用终端、移动机器人或手机终端。

在一些实施例中，第一终端通过惯性导航系统获取该第一终端在多个时刻的惯性导航数据。例如，惯性导航系统包括但不限于加速度传感器和电子罗盘。惯性导航数据包括第一终端的加速度和每个时刻的电子罗盘方向。例如，电子罗盘方向就是第一终端的移动方向。

在步骤S120中，获取第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据。例如，信号数据包括信号类型、信号强度和标识。每个无线信标对应唯一的标识。例如，信号数据还包括时间戳和信号质量。在一些实施例中，时间戳为信号到达时间。

在一些实施例中，信号数据也叫做无线信号指纹。无线信号指纹是指终端在某个位置测量到的若干个无线信号的参数的集合。参数就是信号类型、信号强度、标识、时间戳和信号质量的至少一种。

例如，多个无线信标包括超声波发射头、蓝牙模块、WIFI模块(例如WIFI6)、可见光模块和超宽带(Ultra Wide Band，UWB)模块中的至少一种。相应地，无线信号包括超声波信号、蓝牙信号、WIFI信号、可见光信号和超宽带信号中的至少一种。在一些实施例中，无线信号还可以是地磁信号。

在一些实施例中，可见光模块包括红外线模块。例如，蓝牙模块为蓝牙4.2、5.0或5.1等版本的蓝牙模块，可以测量第一终端的角度，从而更准确地对第一终端进行定位。在一些实施例中，第一终端通过第一终端的麦克风接收超声波信号。

在一些实施例中，设置在室内的每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接。在另一些实施例中，每个无线信标还可以通过该接口与任一个室分吸顶天线的通信模块可拆卸地连接。例如，室分吸顶天线为DAS(Distributed Antenna System，分布式天线系统)室分天线、RRU(RemoteRadio Unit，射频拉远单元)或pRRU(p Remote Radio Unit，皮基站单元)，也叫做室内覆盖天线。无线信标通过与室分吸顶天线的通信模块和电源模块连接，可实现共享室分吸顶天线的资源，使得无线信标可共享室分吸顶天线等小基站的通信和电源等资源，无需另设管线或另设安装位置以增设专用的无线信标，进一步降低硬件成本，并提高资源利用率，从而降低运营成本。

另外，无线信标通过接口实现与室分吸顶天线的通信模块和电源模块可拆卸地连接，使得可以通过室分吸顶天线的通信模块对无线信标进行在线配置更新或升级，也可以将无线信标插入到可进行配置的电脑等其他设备上以实现对无线信标的离线配置更新或升级(例如对蓝牙信标的底层协议参数进行升级或对蓝牙版本进行升级等复杂的配置更新或升级)，还可以直接更换新的无线信标实现配置更新或升级，使得无线信标的配置更加灵活。

另外，通过接口使得无线信标和室分吸顶天线可分离，从而无线信标和室分吸顶天线可以分别进行生产、配置和维护，降低生产成本和设备复杂度。

如图2所示，无线信标21包括第一接口211；室分吸顶天线22包括第二接口221a、通信模块222和电源模块223。第二接口221采用有线连接方式与通信模块222和电源模块223相连接。通信模块222被配置为提供通信功能给无线信标和室分吸顶天线。电源模块223被配置为提供电源给无线信标和室分吸顶天线。

在一些实施例中，第一接口211为插头类接口，第二接口221a为插座类接口。通过将第一接口211插入到第二接口221a中实现无线信标通过接口1(包括第一接口211和第二接口221a)与室分吸顶天线的通信模块和电源模块可拆卸地连接。例如，第一接口211为USB(Universal Serial Bus，通用串行总线)插头、DC-005型号插头小型电源插头、DC-008型号插头小型电源插头或自定义插头，对应的第二接口221a为USB插座、DC5520型号插座、DC5525型号插座或自定义插座。应当理解，不同的接口具有不同的通信协议，用于支持数据的传输。该通信协议包括但不限于HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)或其他专用协议。

在另一些实施例中，第一接口211还可以是插座类接口，第二接口221a是插头类接口。通过将第二接口221a插入到第一接口211中实现无线信标通过接口1与室分吸顶天线的通信模块和电源模块可拆卸地连接。即，接口为可插拔接口。

在一些实施例中，每个室分吸顶天线还可以通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。如图2所示，室分吸顶天线22还包括第三接口221b。室分吸顶天线22除了通过接口1与无线信标21可拆卸地连接以外，还通过另一接口2(包括第三接口221b和第四接口231)与无线信标23可拆卸地连接。

图2仅为示意，接口的数量、形状、类型、插入方式和插入位置均可以根据实际情况进行灵活设置。例如，接口可以为USB接口、六类网线接口或电源接口。在一个室分吸顶天线通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接的情况下，接口还可以是USB接口、六类网线接口或电源接口的某一种，也可以是USB接口、六类网线接口和电源接口的多种组合。

例如，接口可以位于室分吸顶天线的盒体的顶部、底部或周边等任意位置。

在一些实施例中，如图2所示，室分吸顶天线22还包括5G/4G信号射频处理模块224。5G/4G信号射频处理模块224被配置为提供5G或4G信号给包括第一终端的各个终端，以实现终端的通信功能。

在一些实施例中，图2的无线信标21和无线信标23都是超声波发射头。例如，各个超声波发射头的超声波信号的频率不同，分别为26KHZ、27KHZ、28KHZ和29KHZ。各个超声波发射头的超声波信号的标识为超声波信号的频率。即，利用频率对超声波发射头进行编码，以区分不同的超声波发射头的超声波信号。在一些实施例中，还可以利用时分对超声波发射头进行编码。

在一些实施例中，在进行室内定位过程中，需对无线信标21或无线信标23进行配置更新或升级，则通过接口1或接口2读取无线信标21或无线信标23的配置信息，并通过接口1或接口2向无线信标21的配置更新模块212或无线信标23的配置更新模块232发送配置更新信息。该配置更新信息由配置人员根据配置信息得到。

例如，定位平台24的无线信标配置模块241通过与室分天线控制系统25交互，利用室分吸顶天线22的通信模块222并经由接口1从无线信标21获取无线信标21当前的MAC(Media Access Control，媒体存取控制)地址、信号功率、版本等配置信息，并展示给配置人员。无线信标配置模块241响应于配置人员修改相应的配置信息，生成配置更新信息，并通过与室分天线控制系统25交互，利用通信模块222并经由接口1向配置更新模块212发送配置更新信息，从而配置更新模块212利用配置更新信息进行配置更新。例如，室分吸顶天线22的通信模块222通过网线或馈线等有线连接方式与室分天线控制系统25连接。

在一些实施例中，定位平台24还包括信标状态管理模块242。信标状态管理模块242可以通过室分吸顶天线22获取无线信标21、23的插拔状态数据、工作状态数据(例如是否故障)等，并进行状态管理。

例如，无线信标21、23还可以测量设置在其周边的其他无线信标的信号数据，并将测量到的信号数据通过接口1、2发送给室分吸顶天线22，并由室分吸顶天线22的通信模块222发送给定位平台24的定位数据采集管理模块243。

在步骤S130中，对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断第一终端在每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内。例如，对于每个时刻，在存在信号强度大于预设阈值的至少一个无线信标的信号数据的情况下，第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内。

图3是示出根据本公开一些实施例的第一终端在室内移动的示意图。

例如，在图3中，室内有房间1、房间2、房间3和房间4。第一终端从位于房间1的位置A出发，在室内移动经过可定位区域31、可定位区域32和可定位区域33，到达位于房间4的位置B。第一终端在移动过程中形成移动路径S。

在一些实施例中，每个无线信标的可定位区域为以该无线信标为圆心、指定值为半径的圆形区域。应当理解，无线信标的可定位区域还可以定义为椭圆形区域等。

返回图1，在判断第一终端在每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内后，执行步骤S140。

在步骤S140中，在第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据至少一个无线信标的信号数据，确定第一终端的位置坐标。

在一些实施例中，第一终端在某一时刻位于一个无线信标的可定位区域内。该无线信标的绝对位置的位置坐标为(113,23)。113为经度，23为纬度。第一终端通过测量无线信号，并利用现有的无线信号定位技术，可以确定第一终端相对于该无线信标的相对位置为向东偏移5米，向北偏移6米。第一终端在该时刻的位置坐标为(113+5×Δx，23+6×Δy)。Δx为每米的经度偏移，Δy为每米的纬度偏移。例如，向东偏移的情况下，Δx为正数。向西偏移的情况下，Δx为负数。向北偏移的情况下，Δy为正数。向南偏移的情况下，Δy为负数。例如，在第一终端在某一时刻位于多个无线信标的可定位区域的情况下，还可以利用任意一个无线信标的无线信号的信号数据或者利用多个无线信标的无线信号的信号数据，进行室内定位。

例如，无线信号定位技术包括超声波TDOA(Time Difference of Arrival，到达时间差)等定位技术、蓝牙信号强度定位技术、WIFI信号强度定位技术、WIFI的RTT(Round-Trip Time，往返时延)定位技术和红外线定位技术。在一些实施例中，蓝牙信号强度定位技术包括AOA(Angle Of Arrival，入射角度)、AOD(Angle Of Departure，发射角度)等角度定位技术。

在一些实施例中，利用无线信号定位技术对第一终端进行定位时，可以通过上行无线信号和下行无线信号中的至少一种，对第一终端进行定位。上行无线信号是无线信标测量第一终端发出的超声波信号、蓝牙信号和WIFI信号等无线信号。下行无线信号是第一终端测量无线信标发出的超声波信号、蓝牙信号和WIFI信号等无线信号。

在步骤S150中，在第一终端位于多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标。第一终端位于多个无线信标的可定位区域外是指第一终端位于任何一个无线信标的可定位区域外。

在一些实施例中，多个时刻包括第i时刻和第j时刻。第一终端在第i时刻位于至少一个无线信标的可定位区域内。第一终端在第j时刻位于多个无线信标的可定位区域外。i和j为不同的正整数。

例如，通过如图4所示的步骤实现步骤S150根据第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端位置坐标。

图4是示出根据本公开一些实施例的确定第一终端的位置坐标的流程图。

如图4所示，根据第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标包括步骤S151-步骤S152。

在步骤S151中，根据第i时刻的惯性导航数据和第j时刻的惯性导航数据，确定第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向。

例如，第i时刻为与第j时刻最近的第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻。在一些实施例中，第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻包括第3时刻至第6时刻，第一终端在第7时刻位于多个无线信标的可定位区域外。这种情况下，j为7，与第7时刻最近的第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻为6。即，i为6。

在一些实施例中，根据第一终端在第i时刻和第j时刻的加速度，确定第一终端在第i时刻和第j时刻之间的平均加速度。根据第一终端的平均加速度，确定第一终端在第i时刻和第j时刻之间的移动速度。根据第一终端的移动速度和电子罗盘方向，确定第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向。例如，电子罗盘的方向就是移动方向，第j时刻与第i时刻之间的时间差就是移动时间，移动速度和移动时间的乘积就是相对位移。这里的相对位移包括移动距离和移动方向。

例如，第一终端在第j时刻的位置的坐标为(x0,y0)，x0为经度坐标，y0为纬度坐标。第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向为向东偏移5米，向北偏移6米。

在一些实施例中，第一终端由行人携带，行人在室内移动。例如，利用步行者航位推算(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)技术，根据第一终端的加速度，确定行人在第i时刻和第j时刻之间的移动步数、移动步长和移动方向。进而，根据行人在第i时刻和第j时刻之间的移动步数、移动步长和移动方向，确定第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向。该技术为现有的惯性导航技术。

本领域技术人员应当理解，惯性导航技术是指利用安装在运载体上的运动传感器来获取惯性导航数据，并根据惯性导航数据测定运载体的位置坐标的定位技术。惯性导航技术又称为基于运动传感器的定位技术。

惯性导航数据至少包括终端加速度和终端移动方向。通过终端的加速度计可测量终端加速度数据，通过终端上的电子罗盘可测量终端移动方向数据。基于惯性导航技术，利用上述惯性导航数据，通过一定算法计算出终端实时的移动速度、移动方向。通过移动速度和移动时间的乘积可确定终端实时的移动距离，从而确定终端在每个时间段内的移动距离和移动方向。进而，可以跟踪确定终端实时的移动位移轨迹。具体的计算过程为现有的惯性导航技术，现有的惯性导航技术包括针对车辆的惯性导航算法以及针对行人的PDR算法等。

在步骤S152中，根据移动距离、移动方向和第一终端在第i时刻的位置坐标，确定第一终端在第j时刻的位置坐标。

在一些实施例中，第j时刻的位置坐标为(x0+5×Δx，y0+6×Δy)。Δx为每米的经度偏移，Δy为每米的纬度偏移。例如，向东偏移的情况下，Δx为正数。向西偏移的情况下，Δx为负数。向北偏移的情况下，Δy为正数。向南偏移的情况下，Δy为负数。

返回图1，在根据第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标后，执行步骤S160。

在步骤S160中，存储第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。通过结合无线信号的信号数据和惯性导航数据精准地获取了室内的位置坐标和信号数据的对应关系，相比于人工标注采集室内位置坐标和信号数据的对应关系的方式，实现了自动采集对应关系，无需人工标注采集，进一步降低了成本。

例如，在图2的部署于服务器的定位平台24上的数据库中存储第一终端在每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。在一些实施例中，由第一终端将对应关系存储到定位平台24上的定位数据采集管理模块243中。在另一些实施例中，还可以由定位平台24的定位数据采集管理模块243从第一终端获取并存储上述对应关系。例如，定位数据采集管理模块243内包括一个用于存储上述对应关系的数据库。

在一些实施例中，数据库字段包括ID(Identity Document，唯一编码)、位置坐标、信号数据。例如，信号数据包括多个蓝牙无线信标的蓝牙信号强度和标识、多个WIFI无线信标的WIFI信号强度和标识、多个4G或5G信号强度和标识。在一些实施例中，4G或5G信号的标识用TA(Tracking Area，跟踪区)来表示。例如，该数据库为位置化的无线数据库。

图5是示出根据本公开另一些实施例的室内定位方法的流程图。

图5与图1的不同之处在于，图5示出了另一些实施例的室内定位方法还包括的步骤S170-步骤S180。下面将仅描述图5与图1的不同之处，相同之处不再赘述。

如图5所示，室内定位方法包括步骤S110-步骤S180。例如，步骤S170-步骤S180由第一终端或部署在服务器的图2的室内定位平台24中的定位计算模块244执行。

在步骤S170中，获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据。例如，第二终端可以与第一终端为同一终端。例如，第二终端为儿童手表终端或普通的手机终端。本公开可以对任何类型的第二终端进行定位，具有较强的通用性。任何类型的第二终端包括不支持惯性导航和无线路标的无线信号测量的第二终端。

在步骤S180中，根据第二终端在当前时刻测量到的信号数据和对应关系，确定第二终端在当前时刻的位置坐标。

在一些实施例中，利用指纹定位算法，确定第二终端在当前时刻的位置坐标。例如，还可以利用除指纹定位算法以外的其他搜索匹配算法，确定第二终端在当前时刻的位置坐标。

在一些实施例中，指纹定位算法包括基于KNN(k-Nearest Neighbor，k最邻近)算法的指纹定位算法。例如，采用KNN算法将第二终端在当前时刻测量到的信号数据与对应关系中的各个信号数据进行匹配处理，将最匹配的信号数据对应的位置坐标，确定为第二终端在当前时刻的位置坐标。

例如，还可以利用存储的对应关系来训练神经网络，将第二终端在当前时刻测量到的信号数据输入到训练好的神经网络中，得到第二终端在当前时刻的位置坐标。

由于在每个位置和无线信标的距离和方向都不相同，终端在不同位置接到的无线信号的信号强度、时间戳、信号质量等参数存在差别，对第二终端在当前时刻所在位置测量到的无线信号的信号数据和已存储的位置坐标和信号数据的对应关系进行匹配操作，就可以确定第二终端在当前时刻的位置坐标。

图6是示出根据本公开一些实施例的室内定位装置的框图。

如图6所示，室内定位装置61包括第一获取模块611、第二获取模块612、判断模块613、第一确定模块614、第二确定模块615和存储模块616。

第一获取模块611被配置为获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据，例如执行如图1所示的步骤S110。

第二获取模块612被配置为获取第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据，例如执行如图1所示的步骤S120。每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接。例如，每个无线信标还可以通过该接口与任一个室分吸顶天线的通信模块可拆卸地连接。

判断模块613被配置为对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断第一终端在每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内，例如执行如图1所示的步骤S130。

第一确定模块614被配置为在第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据至少一个无线信标的信号数据，确定第一终端的位置坐标，例如执行如图1所示的步骤S140。

第二确定模块615被配置为在第一终端位于多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和惯性导航数据，确定第一终端的位置坐标，例如执行如图1所示的步骤S150。

存储模块616被配置为存储第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系，例如执行如图1所示的步骤S160。存储模块61可以为图2的定位平台24的定位数据采集管理模块243。

图7是示出根据本公开另一些实施例的室内定位装置的框图。

如图7所示，室内定位装置71包括存储器711；以及耦接至该存储器711的处理器712。存储器711用于存储执行室内定位方法对应实施例的指令。处理器712被配置为基于存储在存储器711中的指令，执行本公开中任意一些实施例中的室内定位方法。

图8是示出根据本公开一些实施例的室内定位系统的框图。

如图8所示，室内定位系统8包括第一终端81、多个无线信标82和服务器83。

第一终端81被配置为执行如图1所示的步骤S110-步骤S150。

多个无线信标82分散设置在室内，被配置为产生无线信号。每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接。例如，每个无线信标还可以通过该接口与任一个室分吸顶天线的通信模块可拆卸地连接。无线信标共享室内吸顶天线的资源。例如，共享室内吸顶天线的电源和通信信道等资源。

服务器83被配置为存储第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系，例如执行如图1所示的步骤S160。例如，服务器83从第一终端81获取对应关系后，存储对应关系。例如，第一终端81和服务器83共同构成室内定位装置。服务器83例如部署有图2的定位平台24。

在一些实施例中，服务器83还被配置为获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据，例如执行如图5所示的步骤S170。

在一些实施例中，服务器83还被配置为根据第二终端在当前时刻测量到的信号数据和对应关系，确定第二终端在当前时刻的位置坐标，例如执行如图5所示的步骤S180。

在一些实施例中，服务器83还被配置为通过接口(例如图2的接口1或接口2)读取无线信标(例如图2的无线信标21或无线信标23)的配置信息，并通过上述接口向无线信标的配置更新模块(例如图2的配置更新模块212或配置更新模块232)发送配置更新信息。该配置更新信息由配置人员根据配置信息得到。

在一些实施例中，每个室分吸顶天线可以通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。例如，室内分散设置了10个无线信标，某个室分吸顶天线可以与其中的3个无线信标可拆卸地连接。通过多个接口可以实现在一个室分吸顶天线上灵活地装配多个无线信标。

图9是示出用于实现本公开一些实施例的计算机系统的框图。

如图9所示，计算机系统90可以通用计算设备的形式表现。计算机系统90包括存储器910、处理器920和连接不同系统组件的总线900。

存储器910例如可以包括系统存储器、非易失性存储介质等。系统存储器例如存储有操作系统、应用程序、引导装载程序(Boot Loader)以及其他程序等。系统存储器可以包括易失性存储介质，例如随机存取存储器(RAM)和/或高速缓存存储器。非易失性存储介质例如存储有执行室内定位方法中的至少一种的对应实施例的指令。非易失性存储介质包括但不限于磁盘存储器、光学存储器、闪存等。

处理器920可以用通用处理器、数字信号处理器(DSP)、应用专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、分立门或晶体管等分立硬件组件方式来实现。相应地，诸如判断模块和确定模块的每个模块，可以通过中央处理器(CPU)运行存储器中执行相应步骤的指令来实现，也可以通过执行相应步骤的专用电路来实现。

总线900可以使用多种总线结构中的任意总线结构。例如，总线结构包括但不限于工业标准体系结构(ISA)总线、微通道体系结构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线。

计算机系统90还可以包括输入输出接口930、网络接口940、存储接口950等。这些接口930、940、950以及存储器910和处理器920之间可以通过总线900连接。输入输出接口930可以为显示器、鼠标、键盘等输入输出设备提供连接接口。网络接口940为各种联网设备提供连接接口。存储接口950为软盘、U盘、SD卡等外部存储设备提供连接接口。

这里，参照根据本公开实施例的方法、装置和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个框以及各框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。

这些计算机可读程序指令可提供到通用计算机、专用计算机或其他可编程装置的处理器，以产生一个机器，使得通过处理器执行指令产生实现在流程图和/或框图中一个或多个框中指定的功能的装置。

这些计算机可读程序指令也可存储在计算机可读存储器中，这些指令使得计算机以特定方式工作，从而产生一个制造品，包括实现在流程图和/或框图中一个或多个框中指定的功能的指令。

本公开可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。

通过上述实施例中的室内定位方法、装置及系统、计算机可存储介质，实现了较高精度的室内定位，降低了人工标注成本，并使无线信标的配置更加灵活，实现了共享室分吸顶天线资源的同时，降低了生产成本。

至此，已经详细描述了根据本公开的室内定位方法、装置及系统、计算机可存储介质。为了避免遮蔽本公开的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

Claims (19)

1.一种室内定位方法，包括：

获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据；

获取所述第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；

对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；

在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标；

在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；

存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

2.根据权利要求1所述的室内定位方法，其中，所述多个时刻包括第i时刻和第j时刻，所述第一终端在第i时刻位于至少一个无线信标的可定位区域内，所述第一终端在第j时刻位于所述多个无线信标的可定位区域外，i和j为不同的正整数，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标包括：

根据第i时刻的惯性导航数据和第j时刻的惯性导航数据，确定所述第一终端在第j时刻的位置相对于在第i时刻的位置的移动距离和移动方向；

根据所述移动距离、所述移动方向和所述第一终端在第i时刻的位置坐标，确定所述第一终端在第j时刻的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的室内定位方法，其中，第i时刻为与第j时刻最近的所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻。

4.根据权利要求1所述的室内定位方法，其中，所述信号数据包括信号强度，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内包括：

对于每个时刻，在存在信号强度大于预设阈值的至少一个无线信标的信号数据的情况下，判断所述第一终端位于所述至少一个无线信标的可定位区域内。

5.根据权利要求1所述的室内定位方法，其中，信号数据包括信号类型、信号强度和标识，每个无线信标对应唯一的标识。

6.根据权利要求1所述的室内定位方法，还包括：

获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据；

根据所述第二终端在当前时刻测量到的信号数据和所述对应关系，确定所述第二终端在当前时刻的位置坐标。

7.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，还包括：

通过所述接口，读取所述无线信标的配置信息；

通过接口，向所述无线信标的配置更新模块发送配置更新信息，所述配置更新信息由配置人员根据所述配置信息得到。

8.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，其中，每个室分吸顶天线通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。

9.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，其中，所述多个无线信标包括超声波发射头、蓝牙模块、WIFI模块、可见光模块和超宽带模块中的至少一种。

10.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，其中，每个无线信标的可定位区域为以该无线信标为圆心、指定值为半径的圆形区域。

11.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，其中，所述接口为USB接口、六类网线接口或电源接口。

12.根据权利要求1-6任一项所述的室内定位方法，其中，每个无线信标通过所述接口与任一个室分吸顶天线的通信模块可拆卸地连接。

13.一种室内定位装置，包括：

第一获取模块，被配置为获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据；

第二获取模块，被配置为获取所述第一终端在多个时刻接收的来自分散设置在室内的多个无线信标的无线信号的信号数据，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；

判断模块，被配置为对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内；

第一确定模块，被配置为在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标；

第二确定模块，被配置为在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；

存储模块，被配置为存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

14.一种室内定位装置，包括：

存储器；以及

耦接至所述存储器的处理器，所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令，执行如权利要求1至12任一项所述的室内定位方法。

15.一种室内定位系统，包括：

多个无线信标，分散设置在室内，被配置为产生无线信号，每个无线信标通过接口与分散设置在室内的多个室分吸顶天线中的任一个室分吸顶天线的电源模块可拆卸地连接；

第一终端，被配置为：

获取在室内移动的第一终端在多个时刻的惯性导航数据，

获取所述第一终端在多个时刻接收的来自所述多个无线信标的无线信号的信号数据，

对于每个时刻，根据对应的信号数据，判断所述第一终端在所述每个时刻是否位于至少一个无线信标的可定位区域内，

在所述第一终端位于至少一个无线信标的可定位区域内的情况下，根据所述至少一个无线信标的信号数据，确定所述第一终端的位置坐标，

在所述第一终端位于所述多个无线信标的可定位区域外的情况下，根据所述第一终端在位于至少一个无线信标的可定位区域内的时刻的位置坐标和所述惯性导航数据，确定所述第一终端的位置坐标；和

服务器，被配置为存储所述第一终端在室内移动过程中的每个时刻的位置坐标与信号数据的对应关系。

16.根据权利要求15所述的室内定位系统，其中，所述服务器还被配置为：

获取第二终端在当前时刻测量到的信号数据；

根据所述第二终端在当前时刻测量到的信号数据和所述对应关系，确定所述第二终端在当前时刻的位置坐标。

17.根据权利要求15所述的室内定位系统，其中，所述服务器还被配置为：

通过所述接口，读取所述无线信标的配置信息；

通过所述接口，向所述无线信标的配置更新模块发送配置更新信息，所述配置更新信息由配置人员根据所述配置信息得到。

18.根据权利要求15所述的室内定位系统，其中，每个室分吸顶天线通过多个接口与多个无线信标可拆卸地连接。

19.一种计算机可存储介质，其上存储有计算机程序指令，该指令被处理器执行时实现如权利要求1至12任一项所述的室内定位方法。

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