智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及智能穿戴设备技术领域，尤其涉及一种智能定位方法、智能定位装置 以及智能定位系统。
【背景技术】
[0002] 利用卫星定位技术可以准确地获得用户的地理位置信息，从而实现对用户的精准 定位。但是卫星定位技术受到用户所处环境的限制，即，一旦用户进入对于卫星信号存在遮 挡的区域内（例如室内），利用卫星定位将无法继续实现对用户的精准定位。
[0003] 在现有技术中，当用户进入室内无法再继续使用卫星定位技术对用户进行精准定 位时，可以利用诸如WIFI、蓝牙、RFID等室内定位技术对用户的位置进行定位。但是这些室 内定位技术需要利用机器学习等方法对场地进行预先处理，其推广成本高，而且在矿井、自 然遮挡的环境中存在无法很好实现的问题。
[0004] 此外，现有的室内定位技术通常只能对用户进行平面定位而无法对用户进行空间 定位。举例说明，当用户由于上下楼梯而导致其空间位置发生变化时，现有的室内定位技术 无法准确地对用户的空间位置变化进行定位。而在很多实际应用场景中，对于用户空间位 置的定位也是至关重要的，举例说明，消防员进入火场展开救援工作的过程中，精准定位消 防员所在的楼层数则可以确定消防员的空间位置进而有助于整个救援工作的开展。
【发明内容】
[0005] 为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种智能定位方法，该智能定位 方法包括：
[0006] 智能定位装置检测用户的脚掌压力值，并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动 行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚，该移动行为包括平地行走行为、上 楼梯行为或下楼梯行为；
[0007] 所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号， 所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分 别接收所述超声波信号；
[0008] 所述智能定位装置根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号 的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息；
[0009] 所述智能定位装置根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行 为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所 在的楼层数。
[0010] 根据本发明的一个方面，该智能定位方法中，在智能定位装置检测用户的脚掌压 力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止 脚和移动脚之前，该智能定位方法还包括:所述智能定位装置根据客户端发送的触发指令 后进入工作状态，其中，所述客户端运行在所述用户的智能终端上，所述客户端检测到所述 智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位时向所述智能定位装置发送所述触 发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位装置发送所述触发指令。
[0011]根据本发明的另一个方面，该智能定位方法中，智能定位装置检测用户的脚掌压 力值并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止 脚和移动脚包括:所述智能定位装置通过检测所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变 化判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
[0012] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，所述智能定位装置中配置在所述 用户一只脚上的超声波发射器发射超声波信号、所述智能定位装置中配置在所述用户另一 只脚上的位于不同位置的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号包括:所述智能定位 装置中配置在所述用户静止脚上的超声波发射器发射超声波信号，该超声波发射器配置在 该静止脚的前端;所述智能定位装置中配置在所述用户移动脚上的两个超声波接收器分别 接收所述超声波信号，该两个超声波接收器分别配置在该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚 的后跟部。
[0013] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，所述智能定位装置根据所述用户 的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的 地理位置信息包括:所述智能定位装置根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止 脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离;所述智能定位 装置根据所述静止脚的地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上 的两个超声波接收器之间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置 计算所述用户的移动脚的地理位置信息。
[0014] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，所述智能定位装置根据所述用户 的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息 确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:若所述用户的移动行为 是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯 行为，所述智能定位装置对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行 确定;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地 行走行为，所述智能定位装置确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位 置信息;若所述用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移 动行为是平地行走行为，所述智能定位装置将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信 息作为楼梯入口的地理位置信息;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为 相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为，所述智能定位装置获取楼梯入口的地理 位置信息并根据该楼梯入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用 户所在的楼层数增加1或减少1。
[0015] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，智能定位装置检测用户的脚掌压 力值，并根据该脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止 脚和移动脚之后，该智能定位方法还包括:所述智能定位装置根据该移动行为、以及该移动 行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为;所述智能定位装置 根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的 地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进一步包括:所 述智能定位装置根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一修正移动 行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户 所在的楼层数。
[0016] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，所述智能定位装置根据该移动行 为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包 括:所述智能定位装置对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测； 若该移动行为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致，所述智能定位装置将该次移动 中用户的所述移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为，否则将前一次移动中所 述用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
[0017] 根据本发明的又一个方面，该智能定位方法中，在所述智能定位装置根据所述用 户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信 息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数之后，该智能定位方法还包 括:所述智能定位装置将所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监 控平台。
[0018] 本发明还提供了一种智能定位装置，该智能定位装置包括：
[0019] 两个智能定位子装置，分别针对于用户的两只脚，每一所述智能定位子装置均包 括压力传感器、处理模块、超声波发射器以及两个超声波接收器；
[0020] 所述压力传感器，用于检测用户的脚掌压力值；
[0021] 所述处理模块，用于根据所述脚掌压力值判断所述用户的移动行为以及在该移动 行为中所述用户的静止脚和移动脚，该移动行为包括平地行走行为、上楼梯行为或下楼梯 行为；
[0022] 所述超声波发射器，配置在所述用户的脚上，用于从所述用户的一只脚向另一只 脚发射超声波信号；
[0023] 所述两个超声波接收器，配置在所述用户脚的不同位置上，用于所述另一只脚通 过该两个超声波接收器分别接收所述超声波信号；
[0024]所述处理模块，还用于根据所述用户的静止脚的地理位置信息以及所述超声波信 号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理位置信息，以及还用于根据所述用户的移 动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定 所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数。
[0025] 根据本发明的一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块还用于根据客户端发 送的触发指令触发所述智能定位装置进入工作状态，其中，所述客户端运行在所述用户的 智能终端上，所述客户端检测到所述智能终端无法通过卫星定位方式对所述用户进行定位 时向所述智能定位装置发送所述触发指令、或所述客户端根据用户的操作向所述智能定位 装置发送所述触发指令。
[0026] 根据本发明的另一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块根据所述脚掌压力 值判断所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚包括:所述处 理模块通过所述压力传感器检测到的所述用户前脚掌压力值和后脚掌压力值的变化判断 所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚。
[0027] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，配置在所述用户静止脚上的所述 超声波发射器发射超声波信号，该超声波发射器配置在该静止脚的前端;配置在所述用户 移动脚上的两个超声波接收器分别接收所述超声波信号，该两个超声波接收器分别配置在 该移动脚的脚内踝一侧和该移动脚的后跟部。
[0028] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块根据所述用户的静 止脚的地理位置信息以及所述超声波信号的传输时间计算得到所述用户的移动脚的地理 位置信息包括:所述处理模块根据所述超声波信号的传输时间计算得到所述静止脚上的超 声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之间的距离，以及根据所述静止脚的 地理位置信息、所述静止脚上的超声波发射器分别与所述移动脚上的两个超声波接收器之 间的距离、以及所述移动脚上的两个超声波接收器之间的相对位置计算所述用户的移动脚 的地理位置信息。
[0029] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块根据所述用户的移 动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定 所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数包括:若所述用户的移动行为是上 楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为， 所述处理模块对所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数不进行确定;若所 述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地行走行为， 所述处理模块确定所述用户的地理位置信息等于所述用户移动脚的地理位置信息;若所述 用户的移动行为是上楼梯行为或下楼梯行为且与该移动行为相邻的前一移动行为是平地 行走行为，所述处理模块将所述前一移动行为中所述用户的地理位置信息作为楼梯入口的 地理位置信息;若所述用户的移动行为是平地行走行为且与该移动行为相邻的前一移动行 为是上楼梯行为或下楼梯行为，所述处理模块获取楼梯入口的地理位置信息并根据该楼梯 入口的地理位置信息计算所述用户的地理位置信息、以及对所述用户所在的楼层数增加1 或减少1。
[0030] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块，还用于根据该移动 行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为； 所述处理模块根据所述用户的移动行为、与所述移动行为相邻的前一移动行为以及所述用 户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数进 一步包括:所述处理模块根据所述用户的修正移动行为、与所述修正移动行为相邻的前一 修正移动行为以及所述用户的移动脚的地理位置信息确定所述用户的地理位置信息和/或 所述用户所在的楼层数。
[0031] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，所述处理模块根据该移动行为、以 及该移动行为之前的连续多次移动行为得到用户在该次移动中的修正移动行为包括:所述 处理模块对该移动行为、以及该移动行为之前的连续多次移动行为进行检测;若该移动行 为与该移动行为之前的连续多次移动行为一致，所述处理模块将该次移动中用户的所述移 动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为，否则所述处理模块将前一次移动中所述 用户的修正移动行为作为该次移动中所述用户的修正移动行为。
[0032] 根据本发明的又一个方面，该智能定位装置还包括:通信模块，用于将所述用户的 地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数发送至监控平台。
[0033]根据本发明的又一个方面，该智能定位装置中，所述智能定位装置具有鞋子的结 构;所述压力传感器和所述处理模块集成在鞋子的鞋垫内或者鞋内底的表面上，所述超声 波发射器和所述两个超声波接收器设置在鞋子的鞋面上。
[0034] 本发明还提供了一种智能定位系统，该智能定位系统包括智能定位装置以及监控 平台，其中：
[0035] 所述智能定位装置，用于确定用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数；
[0036] 所述监控平台，用于接收所述智能定位装置发送的所述用户的地理位置信息和/ 或所述用户所在的楼层数。
[0037] 根据本发明的一个方面，该智能定位系统还包括:客户端，该客户端运行在所述用 户的智能终端上;所述客户端，用于触发所述智能定位装置进入工作状态，以及用于将所述 智能定位装置发送的用户的地理位置信息和/或所述用户所在的楼层数转发至所述监控平 台。
[0038] 本发明提供的智能定位方法、智能定位装置以及智能定位系统一方面利用超声波 信号对用户进行定位，其中，使用超声波信号对用户的定位的优点在于成本低廉、不容易受 到用户所在环境的限制；另一方面，在对用户进行定位时，首先，用户的一只脚上的超声波 发射器发射超声波信号另外一只脚上设置有位于不同位置的两个超声波接收器分别用来 接收该超声波信号，然后根据用户的该一只脚的地理位置信息、超声波信号在两只脚之间 的传输时间以及两个超声波接收器之间的相对位置来确定用户的地理位置信息，如此一 来，可以实现对用户在平面内的精准定位，其精准程度可以达到厘米级；又一方面，通过对 上楼梯行为和下楼梯行为的检测，还实现了对用户在空间内（所在楼层数)的精准定位。
【附图说明】
[0039]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它 特征、目的和优点将会变得更明显：
[0040] 图1是根据本发明的一个具体实施例的智能定位方法的流程图；
[0041] 图2是根据本发明的一个具体实施例的超声波发射器和超声波接收器的配置方式 示意图；
[0042] 图3是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的原理示意图；
[0043] 图4是根据本发明的一个优选实施例的智能定位方法的流程图；
[0044] 图5是根据本发明的一个具体实施例的智能定位装置的结构示意图；
[0045] 图6是根据本发明的一个具体实施例的智能定位系统的结构示意图。
[0046] 附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。
【具体实施方式】
[0047] 为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。
[0048] 请参考图1，图1是根据本发明的一个具体实施例的智能定位方法的流程图。如图 所示，该智能定位方法包括：
[0049]在步骤S101中，智能定位装置检测用户的脚掌压力值，并根据该脚掌压力值判断 所述用户的移动行为以及在该移动行为中所述用户的静止脚和移动脚，该移动行为包括平 地行走行为、上楼梯行为或下楼梯行为；
[0050] 在步骤S102中，所述智能定位装置中配置在所述用户一只脚上的超声波发射器发 射超声波信号，所述智能定位装置中配置在所述用户另一只脚上的位于不同位置的两个超 声波接收器分别接收所述超声波信号；
[0051] 在步骤S103中，所述智能定位装置根据所述用户的静止脚