本发明涉及一种定位系统及方法，特别是涉及一种基于二维码、陀螺仪和加速度计的定位系统和定位方法以及信息服务方法。
背景技术：
随着信息时代互联网和手机的普及，人们的日常生活和工作也越来越依赖基于gps定位的出行导航，但gps定位导航局限于在室外使用，由于建筑物的遮盖使其在室内的定位精度非常低，基本无法使用。如地铁、火车站、机场候机大楼的乘客很难顺利找到自己所乘坐车次航班的位置，展览会、影剧院、体育场馆也很难找到想要参观的展位和自己的座位，在商场、超市里也不知道想买的商品在哪一层楼什么位置，去医院就诊也要多次打听才能找到看病的诊室。基于lbs位置服务的游戏如目前很火爆的pokemongo只能在户外依靠gps定位来玩，在室内无法玩。这些室内场所迫切需要一种简单可靠实用的定位系统来满足用户的需求。
现有技术中有一种用二维码作为位置坐标，用手机摄像头拍摄二维码获取位置信息并发送到系统服务器进行查询确定实际位置，但这种方法需要在用户的行走路径上设置非常多的二维码位置标志供用户获取，二维码坐标在系统路径上的布局数量越多则定位就越精细越准确，否则就很粗略，因此，为了获得比较好的定位效果，就需要在室内设置大量的二维码标志，增加了施工难度，而且用户在行走过程中不停地拍摄二维码标志，不仅很麻烦，还严重影响了用户的行走速度。此外，无论是广告服务、线上线下购物的电商还是实体店、社交平台局限于在固定的场地和系统上进行，缺乏基于用户位置的精准服务和用户与商家及系统的互动。
技术实现要素：
本发明需要解决的技术问题是提供一种基于二维码、陀螺仪和加速度计的定位系统和定位方法以及信息服务方法，解决室内难以定位的问题，实现基于二维码、陀螺仪和加速度计的定位系统的室内定位以及信息服务，系统包括二维码，还包括内置陀螺仪、加速度计和摄像头的手机以及系统服务器，在用户行走路径的主要位置设置有代表自身位置的二维码标志，用户的手机摄像头与二维码标志建立影像信息捕捉连接，拍摄二维码获取位置信息，手机陀螺仪和加速度计与用户的行动建立运动信息捕捉连接，捕捉用户运动方向和加速度信息，用户手机与系统服务器建立通讯连接，将获取的二维码位置信息以及陀螺仪和加速度计捕捉的用户运动方向和加速度信息发送到系统服务器，接收系统服务器发送到手机的实际位置及位置地图信息供用户查看，并接收该位置的服务信息以及对服务信息进行回复或操作，实现信息交互。
一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位系统，其特征在于：
所述系统包括二维码，还包括内置陀螺仪、加速度计和摄像头的手机以及系统服务器。
在用户行走路径的主要位置设置有代表自身位置的二维码标志，用户的手机摄像头与二维码标志建立影像信息捕捉连接，拍摄二维码获取位置信息。
用户的手机陀螺仪和加速度计与用户的行动建立运动信息捕捉连接，捕捉用户运动方向和加速度信息。
用户手机与系统服务器建立通讯连接，将获取的二维码位置信息以及陀螺仪和加速度计捕捉的用户运动方向和加速度信息发送到系统服务器，接收系统服务器发送到手机的实际位置及位置地图信息。
一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位方法，其特征在于：
根据用户行走路径在系统服务器中建立位置图，确定主要位置，生成主要位置的二维码，安装主要位置的二维码标志。
当用户走到其中一个主要位置时，用户通过手机摄像头捕捉该位置的二维码。
手机客户端将该位置的二维码信息发送到系统服务器，系统服务器查询该位置的二维码信息在系统的位置图中所标定的实际位置，并将查询到的实际位置信息发送到用户的手机客户端并标注在手机客户端的位置图上，用户在手机客户端查看自己在位置图中的实际位置。
或，离线位置数据包提前下载安装在手机客户端，当手机客户端与系统服务器离线时，由手机客户端直接查询该位置的二维码信息在系统的位置图中所标定的实际位置，并将查询到的实际位置信息标注在手机客户端的位置图上，用户在手机客户端查看自己在位置图中的实际位置。
陀螺仪和加速度计根据所述的二维码的实际位置信息开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据并发送到手机客户端，再由手机客户端发送到系统服务器，系统服务器根据所述二维码的位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开所述二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置发送到手机客户端，标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
或，离线位置数据包提前下载安装在手机客户端，当手机客户端与系统服务器离线时，陀螺仪和加速度计根据所述的二维码的实际位置信息开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据并发送到手机客户端，手机客户端根据所述二维码的位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开所述二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
根据手机摄像头捕捉的二维码图像，分析摄像头相对二维码标志的拍摄位置、拍摄角度和拍摄距离，确定的手机相对于二维码标志的位置信息，将该相对位置信息和手机客户端或系统服务器确认的该二维码的实际位置一同作为陀螺仪和加速度计的基准位置信息，开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据，并发送到手机客户端或系统服务器，手机客户端或系统服务器根据之前获得的基准位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
当用户走到下一个主要位置时通过手机摄像头捕捉该位置的二维码，通过手机客户端或系统服务器查询到该二维码的实际位置后，以该实际位置作为修正后的位置开始进入下一个陀螺仪和加速度计实时捕捉定位用户位置流程。
根据用户走过的上一个主要位置路程中陀螺仪和加速度计实时捕捉定位用户位置在位置地图上标出的行走距离和该主要位置段的实际距离比较，计算出此次陀螺仪和加速度计实时捕捉定位的偏差，并在下一个主要位置段流程中加入修正。
一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位方法的信息服务方法，其特征在于：
在系统服务器中根据位置图中的用户行走路径的主要位置和实时位置选取设置位置信息服务。
当用户走到设置有服务信息的位置时，系统服务器向该用户手机客户端发送该位置的服务信息，用户手机客户端接收服务信息，实现位置信息服务。
用户手机客户端接收所述位置服务信息，用户在手机客户端对所述服务信息进行回复或操作，实现位置信息交互。
所述信息服务为该位置商家的信息服务或系统的信息服务，所述信息服务至少包括广告服务。
所述方法还包括购物方法，所述信息服务为该位置的商家的购物服务或系统的购物服务，所述信息交互为用户与该位置的商家的购物交互或与系统的购物交互。
所述方法还包括增强现实方法，所述信息服务为增强现实信息服务，所述信息交互为增强现实信息交互。
所述广告服务为增强现实广告服务。
所述导航服务为增强现实导航服务，所述导航信息交互为增强现实导航信息交互。
所述购物服务为增强现实购物服务，所述购物交互为增强现实购物交互。
所述信息服务为增强现实游戏服务，所述信息交互为增强现实游戏交互。
用户通过手机摄像头采集该位置周围的现实场景影像实时显示在手机屏幕上，所采集的现实场景影像通过手机上传到系统服务器。
系统服务器根据该位置产生增强现实影像、文字和声音中的至少一种，发送增强现实影像、文字和声音中的至少一种到用户手机客户端，手机端接收增强现实影像、文字和声音中的至少一种，叠加到手机屏幕所实时显示的现实场景影像中显示及播放。
或，系统服务器根据该位置及用户通过手机摄像头采集该位置周围的现实场景影像产生增强现实影像、文字和声音中的至少一种，发送增强现实影像、文字和声音中的至少一种到用户手机客户端，手机端接收增强现实影像、文字和声音中的至少一种，叠加到手机屏幕所实时显示的现实场景影像中显示及播放。
本发明提供了一种基于二维码、陀螺仪和加速度计的定位系统和定位方法以及信息服务方法，系统包括二维码，还包括内置陀螺仪、加速度计和摄像头的手机以及系统服务器，在用户行走路径的主要位置设置有代表自身位置的二维码标志，用户的手机摄像头与二维码标志建立影像信息捕捉连接，拍摄二维码获取位置信息，手机陀螺仪和加速度计与用户的行动建立运动信息捕捉连接，捕捉用户运动方向和加速度信息，用户手机与系统服务器建立通讯连接，将获取的二维码位置信息以及陀螺仪和加速度计捕捉的用户运动方向和加速度信息发送到系统服务器，接收系统服务器发送到手机的实际位置及位置地图信息供用户查看，并接收该位置的服务信息以及对服务信息进行回复或操作，实现信息交互。本发明仅需在行走路径的主要位置设置二维码标志，其余路径位置采用陀螺仪和加速度计进行实时捕捉，大大减少了设置二维码标志的难度及用户捕捉二维码的动作次数，降低了施工成本，用户使用更方便，行走速度更快，架构简单，性能可靠，解决了室内难以定位的问题，实现了基于位置的信息服务。因此，本发明与现有技术相比具有显著的技术进步。
附图说明
图1是本发明系统的原理框图一。
图2是本发明系统的原理框图二。
图3是本发明系统的原理示意图一。
图4是本发明系统的原理示意图二。
图5是本发明的定位方法示意图。
图6是本发明的手机摄像头与二维码标志相对位置示意图。
图7是本发明的手机摄像头与二维码标志相对位置示意图的俯视图。
图8是本发明根据手机摄像头捕捉的二维码标志在捕捉窗口中的形状、大小来分析确定手机相对于二维码标志的位置信息的示意图一。
图9是本发明根据手机摄像头捕捉的二维码标志在捕捉窗口中的形状、大小来分析确定手机相对于二维码标志的位置信息的示意图二。
图10是本发明的定位方法流程图一。
图11是本发明的定位方法流程图二。
图12是本发明的定位方法流程图三。
图13是本发明的定位方法流程图四。
图14是本发明的定位方法流程图五。
图15是本发明的信息服务方法流程图一。
图16是本发明的信息服务方法流程图二。
具体实施方式
下面结合附图和实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1和图2所示，本发明的一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位系统，包括二维码，还包括内置陀螺仪、加速度计和摄像头的手机以及系统服务器。
在用户行走路径的主要位置设置有代表自身位置的二维码标志，用户的手机摄像头与二维码标志建立影像信息捕捉连接，拍摄二维码获取位置信息。
用户的手机陀螺仪和加速度计与用户的行动建立运动信息捕捉连接，捕捉用户运动方向和加速度信息。
用户手机与系统服务器建立通讯连接，将获取的二维码位置信息以及陀螺仪和加速度计捕捉的用户运动方向和加速度信息发送到系统服务器，接收系统服务器发送到手机的实际位置及位置地图信息。
如图3、图5和图10所示，一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位方法，其特征在于：
根据用户行走路径在系统服务器中建立位置图，确定主要位置，生成主要位置的二维码，安装主要位置的二维码标志。
当用户走到其中一个主要位置时，用户通过手机摄像头捕捉该位置的二维码。
手机客户端将该位置的二维码信息发送到系统服务器，系统服务器查询该位置的二维码信息在系统的位置图中所标定的实际位置，并将查询到的实际位置信息发送到用户的手机客户端并标注在手机客户端的位置图上，用户在手机客户端查看自己在位置图中的实际位置。
或，离线位置数据包提前下载安装在手机客户端，当手机客户端与系统服务器离线时，由手机客户端直接查询该位置的二维码信息在系统的位置图中所标定的实际位置，并将查询到的实际位置信息标注在手机客户端的位置图上，用户在手机客户端查看自己在位置图中的实际位置。
陀螺仪和加速度计根据所述的二维码的实际位置信息开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据并发送到手机客户端，再由手机客户端发送到系统服务器，系统服务器根据所述二维码的位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开所述二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置发送到手机客户端，标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
或，离线位置数据包提前下载安装在手机客户端，当手机客户端与系统服务器离线时，陀螺仪和加速度计根据所述的二维码的实际位置信息开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据并发送到手机客户端，手机客户端根据所述二维码的位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开所述二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
如图5至图8所示，根据手机摄像头捕捉的二维码图像的形状、大小，分析摄像头相对二维码标志的拍摄位置、拍摄角度和拍摄距离，确定的手机相对于二维码标志的位置信息，将该相对位置信息和手机客户端或系统服务器确认的该二维码的实际位置一同作为陀螺仪和加速度计的基准位置信息，开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据，并发送到手机客户端或系统服务器，手机客户端或系统服务器根据之前获得的基准位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置标注在手机客户端的位置图上供用户查看。
参见图6和图7，当用户手持手机并用摄像头捕捉二维码标志时，用户手机摄像头相对于二维码标志的位置由水平距离x、垂直距离y和纵深距离z来确定，二维码标志在手机摄像头的前右上方位置。在图7的俯视图中，手机摄像头的中心与二维码标志的中心形成α角。如图8所示，当手机摄像头相对于二维码标志位于上述参数位置时，在手机显示屏的二维码捕捉窗口显示捕捉到的二维码图形，根据捕捉的二维码图像的形状、大小，分析摄像头相对二维码标志的拍摄位置、拍摄角度和拍摄距离，确定的手机相对于二维码标志的位置信息，即x、y、z参数以及夹角α，将该相对位置信息x、y、z参数以及夹角α作为陀螺仪和加速度计的基准位置信息，再结合该二维码在系统中的实际位置信息，这样就确定出陀螺仪和加速度计的基准位置信息。
如图9所示，对于设置在地面上的二维码标志，在手机显示屏的二维码捕捉窗口显示捕捉到的二维码图形则会形成上窄下宽的梯形，将这类图形特征以及上述的图形特征与手机摄像头相对于二维码标志的位置信息x、y、z参数形成对应关系并建立数学模型和算法，并收录到二维码图形识别库中。
如图13所示，当用户走到下一个主要位置时通过手机摄像头捕捉该位置的二维码，通过手机客户端或系统服务器查询到该二维码的实际位置后，以该实际位置作为修正后的位置开始进入下一个陀螺仪和加速度计实时捕捉定位用户位置流程。
如图14所示，根据用户走过的上一个主要位置路程中陀螺仪和加速度计实时捕捉定位用户位置在位置地图上标出的行走距离和该主要位置段的实际距离比较，计算出此次陀螺仪和加速度计实时捕捉定位的偏差，并在下一个主要位置段流程中加入修正。
如图2和图4所示，本发明系统所述手机还包括电子罗盘，所述电子罗盘与用户的行动建立运动信息捕捉连接，捕捉用户行所在的方向。
因此，如图12所示，本发明的定位方法还包括：手机摄像头捕捉的二维码图像时，用电子罗盘确定手机相对于二维码标志的方向数据，并将采集的方向数据与陀螺仪和加速度计采集的数据一同作为基准位置信息，开始实时捕捉用户运动方向和加速度数据，并发送到手机客户端或系统服务器，手机客户端或系统服务器根据之前获得的基准位置信息结合实时接收到的用户运动方向和加速度数据进行处理分析，实时得出用户在离开二维码位置后的实际位置，并将实时得出的实际位置标注在手机客户端的位置图上供用户查看。这样可直接采用电子罗盘来确定用户手机在捕捉二维码标志位置时手机相对于二维码标志的方向，而不必采用或减少采用以二维码图形来确定初始位置的方向，避免或减少了二维码图形进行方位的识别运算。
一种基于二维码及陀螺仪和加速度计的定位方法的信息服务方法，其特征在于：
如图15所示，在系统服务器中根据位置图中的用户行走路径的主要位置和实时位置选取设置位置信息服务；当用户走到设置有服务信息的位置时，系统服务器向该用户手机客户端发送该位置的服务信息，用户手机客户端接收服务信息，实现位置信息服务。
如图16所示，用户手机客户端接收所述服务信息，用户在手机客户端对所述服务信息进行回复或操作，实现信息交互。
所述信息服务为该位置商家的信息服务或系统的信息服务，所述信息服务至少包括广告服务。
所述方法还包括导航方法，所述信息服务为导航服务，所述信息交互为导航信息交互。
所述方法还包括购物方法，所述信息服务为该位置的商家的购物服务或系统的购物服务，所述信息交互为用户与该位置的商家的购物交互或与系统的购物交互。
所述方法还包括增强现实方法，所述信息服务为增强现实信息服务，所述信息交互为增强现实信息交互；所述广告服务为增强现实广告服务；所述导航服务为增强现实导航服务，所述导航信息交互为增强现实导航信息交互；所述购物服务为增强现实购物服务，所述购物交互为增强现实购物交互；所述信息服务为增强现实游戏服务，所述信息交互为增强现实游戏交互。
用户通过手机摄像头采集该位置周围的现实场景影像实时显示在手机屏幕上，所采集的现实场景影像通过手机上传到系统服务器。
系统服务器根据该位置产生增强现实影像、文字和声音中的至少一种，发送增强现实影像、文字和声音中的至少一种到用户手机客户端，手机端接收增强现实影像、文字和声音中的至少一种，叠加到手机屏幕所实时显示的现实场景影像中显示及播放。
或，系统服务器根据该位置及用户通过手机摄像头采集该位置周围的现实场景影像产生增强现实影像、文字和声音中的至少一种，发送增强现实影像、文字和声音中的至少一种到用户手机客户端，手机端接收增强现实影像、文字和声音中的至少一种，叠加到手机屏幕所实时显示的现实场景影像中显示及播放。
本发明所述的位置有服务信息的位置包括安装二维码的主要位置和根据陀螺仪和加速度计捕捉的用户运动方向和加速度信息获得的实时位置。
本发明的二维码标志可独立安装在主要位置上，也可以融合在广告牌或指示牌中。二维码标志的安装位置尽可能设置在用户经过的主要位置的上方，以便于用户手机摄像头捕捉。也可设置在主要位置的侧面，甚至还可以设置在地面上或楼梯的台阶上。对于商场、超市、医院、地铁、机场、影剧院、体育场馆等需要根据位置提供信息服务的地方，可将二维码设置在用户路径的旁边店铺外面，设置在商品货架上以及座位上，设置在商品价格签旁边或商品旁边，供用户摄像头直接捕捉获取信息。
本发明所述的手机还包括平板电脑以及其它具有摄像头、陀螺仪、加速度计并且能与系统服务器通讯的vr眼镜、ar眼镜、智能头盔等智能硬件、电子设备，只是为了简化描述而用手机概括。本发明所述的手机客户端除了安卓系统和苹果系统手机客户端外，还可包括电脑客户端。
本发明不局限于二维码，还包括条形码，二维码可用条形码替代，还可用其它形式的图形码替代。
本发明采用独立的手机客户端外，本发明还可通过与微信、qq、新浪微博、京东、淘宝、天猫等平台合作，在其平台的手机客户端的界面里加入本发明的手机客户端或加入本发明手机客户端的链接。如在微信最近推出的微信应用号(小程序)加入本发明的手机客户端，这样可使用户不必单独安装本发明的手机客户端而直接在微信里打开使用。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。