一种基于多种信号融合的人员定位系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及定位技术领域，尤其涉及一种基于多种信号融合的人员定位系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前的个人位置服务大多基于对GPS卫星信号的接收，或通过移动基站信号实现定位。在室内卫星信号受到屏蔽无法实现定位，基站信号定位误差在50到500米无法达到室内精准定位的需求。陆续出现基于WIFI信号，蓝牙信号，地磁，超声波，RFID，等技术的产品或方案实现在室内环境的精准定位，但单一信号源的定位方案在对环境的要求，实施成本上均存在这样或那样的问题。如WIFI信号定位，需要采集信号指纹，耗时耗工；蓝牙信号定位，需要布设蓝牙模块，成本高；地磁，需要采集数据，同时易受环境磁场变化影响；RFID超声波等需要布设大量专门设备，不利于大面积空间的定位需求。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于多种信号融合的人员定位系统及方法。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:一种基于多种信号融合的人员定位系统，包括数据采集模块、接口集成模块、数据处理模块、数据收发模块、地图接口模块和显示丰吴块；
[0005]所述数据采集模块，其用于采集不同形式的融合定位数据，所述融合定位数据包括传感器定位数据和辅助定位数据；
[0006]所述接口集成模块，其用于集成不同形式的融合定位数据，判断用户是否发生位置变化，根据判断结果向数据处理模块发送预定形式的融合定位数据；
[0007]所述数据处理模块，其用于根据融合定位数据判断用户状态、行为模式及所处环境，并根据判断结果选择相应的定位模式；还用于将所选定位模式需要的融合定位数据中的辅助定位数据发送到云端服务器，根据云端服务器返回的融合信标信号的坐标计算得到当前位置的位置特征数据，进而调用地图接口模块；
[0008]所述数据收发模块，其用于将辅助定位信号发送到云端服务器进行运算，并将接收的云端服务器返回的运算得到的融合信标信号发送给数据处理模块；
[0009]所述地图接口模块，其用于根据数据处理模块的调用，从云端服务器调取以用户为中心的室外地图数据或室内地图数据；
[0010]所述显示模块，其用于对以用户为中心的室外地图数据或室内地图数据进行显不O
[0011]本发明的有益效果是:本发明综合了多种融合定位数据，通过特定的算法对数据进行处理，解决单一信号源室内外定位方案导致的诸多问题，同时能适应多种应用场景，利用现有资源，无需额外增设定位设备，有效地降低大面积室内环境的定位实施的成本。
[0012]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0013]进一步，上述技术方案还包括应用服务接口模块，其用于为其他应用程序提供调用接口，进而为其提供用户位置信息。
[0014]进一步，所述辅助定位数据包括WIFI定位数据、蓝牙定位数据、基站定位、摄像头定位数据和卫星定位数据。
[0015]进一步，所述服务器将辅助定位数据与预先输入的融合信标信号做比较，返回与所述辅助定位数据最近似的一个或多个融合信标信号的坐标，所述数据处理模块将获取的当前位置的辅助定位数据与云端服务器返回的一个或多个融合信标信号的坐标进行比较，得到当前位置的位置特征数据。
[0016]进一步，所述接口集成模块包括数据读取单元、判断单元和数据发送单元；
[0017]所述数据读取单元，其用于以固定的时间间隔读取数据采集模块采集的不同形式的融合定位数据，以固定格式的多位向量记录所述融合定位数据；
[0018]所述判断单元，其用于将当前融合定位数据与上一次获取的相应数据进行比较，如果差异值超过阈值，则判断用户位置发生变化，否则判断用户位置未发生变化；
[0019]所述数据发送单元，其用于根据判断单元的判断结果，当用户位置发生变化，向数据处理模块发送融合定位数据中的传感器定位数据和辅助定位数据；当用户位置未发生变化，向数据处理模块发送融合定位数据中的辅助定位数据。
[0020]进一步，所述数据处理模块包括定位模式确定模块、数据筛选模块和位置特征数据计算模块；
[0021]所述定位模式确定模块，其用于根据融合定位数据判断用户状态、行为模式及所处环境，并根据判断结果选择相应的定位模式；
[0022]所述数据筛选模块，其用于根据选择的定位模式筛选相应的融合定位数据中的辅助定位数据发送到云端服务器；
[0023]所述位置特征数据计算模块，其用于将获取的当前位置的辅助定位数据与云端服务器返回的一个或多个融合信标信号的坐标进行比较，进而得到当前位置的位置特征数据，根据位置特征数据调用地图接口模块。
[0024]进一步，所述定位模式确定模块包括特征库建立单元、信号预处理单元、特征提取单元、数据匹配单元和模式选择单元；
[0025]所述特征库建立单元，其用于采集预定数量状态特征的样本数据，通过机器学习算法对样本数据进行分类训练，得到特征库；
[0026]所述信号预处理单元，其用于对待处理的融合定位数据进行滤波，过滤掉信号中的噪音；
[0027]所述特征提取单元，其用于提取经过滤处理的融合定位数据的信号特征；
[0028]所述数据匹配单元，其用于将提取的信号特征的特征值与特征库中的特征值进行匹配，找到最接近的特征值，进而确定用户状态、行为模式及所处环境；
[0029]所述模式选择单元，其用于根据判断结果选择相应的定位模式。
[0030]进一步，所述以用户为中心的室内地图数据包括本层室内建筑平面结构数据和融合信标数据，所述融合信标数据包括预先输入云端服务器的辅助定位数据和辅助定位数据作为信标信号在建筑平面图中的位置坐标；所述以用户为中心的室外地图数据包括经玮度海拔数据。
[0031]进一步，所述用户位置信息包括经玮度、建筑名称、用户在建筑内的坐标、用户状态和室内外地图的图像显示方式。
[0032]本发明解决上述技术问题的另一技术方案如下:一种基于多种信号融合的人员定位方法，包括如下步骤:
[0033]步骤1，采集不同形式的融合定位数据，所述融合定位数据包括传感器定位数据和辅助定位数据；
[0034]步骤2，集成不同形式的融合定位数据，判断用户是否发生位置变化，根据判断结果向数据处理模块发送预定形式的融合定位数据；
[0035]步骤3，根据融合定位数据判断用户状态、行为模式及所处环境，根据判断结果选择相应的定位模式；
[0036]步骤4，将所选定位模式需要的融合定位数据中的辅助定位数据发送到云端服务器;
[0037]步骤5，根据云端服务器返回的融合信标信号的坐标计算得到当前位置的位置特征数据；
[0038]步骤6，根据位置特征数据从云端服务器调取以用户为中心的室外地图数据或室内地图数据；
[0039]步骤7，对以用户为中心的室外地图数据或室内地图数据进行显示。
【附图说明】
[0040]图1为本发明所述一种基于多种信号融合的人员定位系统框图；
[0041]图2为本发明所述接口集成模块示意图；
[0042]图3为本发明所述数据处理模块示意图；
[0043]图4为本发明所述定位模式确定模块示意图；
[0044]图5为本发明所述一种基于多种信号融合的人员定位方法流程图。
[0045]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0046]1、数据采集模块，2、接口集成模块，3、数据处理模块，4、数据收发模块，5、地图接口模块，6、显示模块，7、应用服务接口模块，21、数据读取单元，22、判断单