一种室内定位方法及装置与流程

本发明涉及定位技术领域，特别是涉及一种室内定位方法及装置。

背景技术：

随着定位技术领域发展的不断成熟，全球四大卫星导航系统已经得到广泛应用。但是针对于卫星导航系统信号弱、信号易受干扰等缺点，尤其是在峡谷，特别是城市楼宇内部等遮挡、干扰较为严重的区域，定位准确度会受到影响甚至无法定位的问题。为解决上述问题，一些新的室内定位技术不断被研发应用，例如：基站定位技术、无线保真(Wireless Fidelity，Wi-Fi)定位技术、伪卫星定位技术、紫蜂(ZigBee)定位技术、无线射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)定位技术、超宽带(Ultra Wide Band，UWB)定位技术等，并且也可以利用不同定位技术进行组合，用于实现室内外环境的定位信号无缝覆盖，实现更广信号的覆盖范围，提高定位精度以及定位技术应用的鲁棒性。

虽然，上述各种室内定位技术能够在一定程度上提高定位精度以及定位技术应用的鲁棒性，但当大中型城市重特大火灾时常发生，救援环境十分复杂，而在复杂的灭火救援环境中，烟雾浓度大，环境恶劣，能见度低，一旦消防救援遇到危险，如何确定消防员位置和了解周围的环境状况，保护生命安全和降低财产损失，这样非常重要。但是上面的各种室内定位技术，由于其自身的局限性，要么造价太高且易被破坏，要么不能保证定位的准确性。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种室内定位方法及装置，主要目的在于能够监测室内移动终端运动轨迹，迅速地定位，保证定位准确性，而且大大降低定位成本。

依据本发明一方面，提供了一种室内定位方法，包括：

移动终端获取室内预设置的增补节点信息；

根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标；

获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息；

根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标；

将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新的移动终端移动坐标。

依据本发明另一方面，提供一种室内定位装置，包括：

获取单元，用于移动终端获取室内预设置的增补节点信息；

确定单元，用于根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标；

所述获取单元，还用于获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息；

所述确定单元，还用于根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标；

设置单元，用于将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新的移动终端移动坐标。

借由上述技术方案，本发明实施例提供的技术方案至少具有下列优点：

本发明实施例的一种室内定位方法及装置，采用室内定位技术在室内环境预先布置少量增补节点，根据移动终端获取室内增补节点的信息，通过到达时间差方法确定移动终端的初始定位点坐标；采用惯导技术对移动终端在以所述初始定位点为起点的移动轨迹进行跟踪定位，通过惯导技术解算的方法确定移动终端的移动坐标。采用本发明的实施例，将室内定位技术方法与惯导技术方法融合，可以实现迅速地室内定位移动终端，并实时地对移动终端的移动轨迹进行跟踪，能够在保证室内定位系统造价降低的同时保证室内定位的准确性。

对于复杂的灭火救援环境，尤其是在火势范围不可控等极端作业环境下，定位信号接收精准度会受到严重影响，需要考虑如何在短时间内迅速地、准确地定位消防员位置及监控现场环境，达到最佳救援时间及帮助消防员紧急撤离。本发明实施例可以满足这样的需求，在保证准确地室内定位的同时，提高室内定位的工作效率。

附图说明

图1示出了本发明实施例的一种室内定位方法的流程图；

图2示出了本发明实施例的另一种室内定位方法的流程图；

图3示出了本发明实施例的一种室内定位装置的组成框图；

图4示出了本发明实施例的室内定位平面二维坐标方法的流程图；

图5示出了本发明实施例的室内高度解算的流程图；

图6示出了本发明实施例的移动终端系统的工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作具体的详细说明。

本发明实施例提供一种室内定位方法，如图1所示，所述方法包括：

101、移动终端获取室内预设置的增补节点信息。

其中，所述室内预设置增补节点是预先在室内环境布局少量增补节点，数目至少为3个，用于接收定位系统发出的定位信号，同时移动终端获取所述室内预设置增补节点信息，用于接收所述增补节点转换的定位信号,所述增补节点信息还包括所述增补节点的室内定位坐标信息。

102、根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标。

其中，所述根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标，用于确定移动终端在室内环境移动轨迹的起始点，可以采用以下的方法，该方法包括：

第一种方式，移动终端在室内二维空间平面移动，选取任意室内定位点P和相近的室内定位点Q，定位点P和Q的距离为d0，假定d0为1米，移动终端在室内定位点P和Q之间移动，接收到室内任意三个增补节点A、B、C的定位信号，电磁波传播速度为光速c；移动终端在室内定位点P接收到增补节点A、B、C的定位信号的到达时间值分别为TOA_A0、TOA_B0、TOA_C0，移动终端在室内定位点Q接收到增补节点A、B、C的定位信号的到达时间值分别为TOA_A1、TOA_B1、TOA_C1，根据移动终端在P和Q点接收所述到达时间值，采用到达时间差定位方法(Time Difference of Arrival，TDOA)，解算出移动终端的初始定位点坐标。

第二种方式，当移动终端在室内定位点P和Q之间移动时，若只能接收到室内1个增补节点或者2个增补节点的定位信号，无法实现TDOA定位方法解算出移动终端的初始定位点坐标，则移动终端移动到任一个室内增补节点的正下方，同时保证能够接收到所述增补节点的定位信号，将所述增补节点信息包含的所述增补节点的定位坐标，确定为移动终端的初始定位点坐标。

103、获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息。

其中，所述获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息，是在无信标环境下使用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)感知移动终端在移动过程中的加速度、角速度、磁力和压力等数据，利用所述IMU感知的数据进行步长与方向的推算，获得所述移动终端的实时移动信息，包括：移动终端的移动距离、移动角度。

104、根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标。

其中，所述初始定位点坐标，可以按照步骤102的方法获得；所述实时移动信息，可以按照步骤103的方法获得；所述根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标，具体可以采用惯导技术中步行者航位推算(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)方法，该方法包括：

移动终端按照步骤102的方法获得初始定位点S₀(E_O，N₀)；移动终端按照步骤103的方法获得移动终端的实时移动信息，包括：移动距离d_n、移动角度θ_n，例如：移动终端从S₀点移动到S₁点的移动距离为d₁及移动角度为θ₁；根据所述步行者航位推算(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)方法，确定所述移动终端的移动坐标S_k(E_k，N_k)，可以采用如下惯导航迹推算公式1，该公式1为：

其中，∑为求和公式符号；n为整数；k为移动终端移动到第k个点；d≥0；θ为-90°≤θ≤90°，θ为移动终端的移动方向与垂直方向的夹角。

需要说明的是，以上仅为惯导航迹推算的极简化公式。由于移动终端在室内的移动轨迹是不断变化的，基于惯导技术的PDR方法需要涉及步态检测、步长和方向计算等多种复杂运算方法的集合，最终需要说明获得所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息的方法是复杂的，所以本实施例仅用惯导航迹推算的极简化公式描述惯导技术在室内跟踪移动终端的移动轨迹的方法。

105、将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新的移动终端移动坐标。

对于本发明实施例，为了防止累积的惯导漂移现象，导致定位的移动终端坐标不准确，采用将惯导数据初始化清零的方法，该方法包括：将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行移动终端室内定位，参考图1步骤101-104，定位新的移动终端移动坐标，用于提高室内定位精确度。

本发明实施例的一种室内定位方法，采用在室内预先布局少量增补节点的方式实现的室内定位技术方法与惯导技术方法融合，可以对移动终端的移动轨迹进行跟踪，准确定位移动终端的移动坐标，同时将所述移动坐标点设置为新的初始定位坐标点，再次进行基于惯导技术定位新的移动坐标点，用于降低累积的惯导漂移现象对定位所述移动终端的移动坐标的准确度的不良影响，不仅大大提高了室内定位的准确性，同时也降低了定位成本。

本发明的实施例提供另一种室内定位方法，如图2所示，所述方法包括：

201、移动终端获取室内预设置的增补节点信息。

其中，所述移动终端获取室内预设置的增补节点信息的具体描述，可以参考图1的步骤101中的相应描述，本发明实施例将不再赘述。

202、根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标。

对于本发明实施例，步骤202可以包括：所述移动终端选取室内任意较接近的两点；确定所述两点接收的增补节点信息的到达时间差，是否满足预定到达时间差的有效性；若满足，则根据到达时间差定位方法对所述增补节点信息达到所述两点的时间差值进行解算确定所述移动终端的初始定位点坐标；若不满足，则将所述移动终端在所述增补节点的正下方的坐标确定为所述移动终端的初始定位点坐标。

其中，所述移动终端选取所述室内任意较接近的两点，是移动终端在室内二维空间平面移动，任意选取室内较接近的两点，距离约为1米。当移动终端在室内这两点间移动时，获取室内预设置增补节点信息。如果移动终端在选定的室内较接近的两点未能获取到增补节点的信息，那么需要及时更换选定的室内较接近的两点。

其中，确定所述两点接收的增补节点信息的到达时间差，是否满足预定到达时间差的有效性，是因为在复杂的室内环境中，测量室内较接近的两点接收增补节点的到达时间差存在明显的多径效应，那么，判断室内较接近的两点接收增补节点的到达时间差值的有效性就十分重要；若确定所述两点接收的增补节点信息的到达时间差，满足预定到达时间差的有效性，则移动终端接收的所述增补节点信息的到达时间差是有效的数据，用于确定移动终端的初始定位点坐标信息，可以提高室内定位初始定位点的准确性，实现该方法的具体描述包括：

移动终端在室内二维空间平面移动，选取任意室内定位点P和相近的室内定位点Q，定位点P和Q的距离为d0，假定d0为1米，移动终端在室内定位点P和Q之间移动，接收到室内任意两个增补节点A、B的定位信号，电磁波传播速度为光速c，假定增补节点A、B的最小距离为d，假定d为15m；移动终端在室内定位点P接收到增补节点A、B的定位信号的到达时间值分别为TOA_A0、TOA_B0，移动终端在室内定位点Q接收到增补节点A、B的定位信号的到达时间值分别为TOA_A1、TOA_B1；定位点P接收增补节点A和B的到达时间差为TDOA_0，定位点Q接收增补节点A和B的到达时间差为TDOA_1；就增补节点A而言，P、Q两定位点处的到达时间的差值为ΔTOA_A，就增补节点B而言，P、Q两定位点处的到达时间的差值为ΔTOA_B；那么，具体描述采用如下公式2：

由于P、Q两个定位点又十分接近，因此测量移动终端在定位点P和Q接收同一个增补节点A的到达时间差值是可以忽略不计；但是，在复杂的室内环境中，测量室内较接近的两点接收增补节点的到达时间差存在明显的多径效应，那么，判断室内较接近的两点接收增补节点的到达时间差值的有效性就十分重要；具体的描述采用如下公式3：

当满足公式3，则不认为移动终端在室内较接近的两点P和Q接收增补节点的到达时间差显示出移动终端从P移动到Q发生明显跳变，因此认为P、Q两定位点分别接收到的增补节点A、B的到达时间差值是有效的。

对于本发明实施例，所述若满足，可以确定所述两点接收的增补节点信息的到达时间差，满足预定到达时间差的有效性，则根据到达时间差定位方法对所述增补节点信息达到所述两点的时间差值进行解算确定所述移动终端的初始定位点坐标；所述确定所述移动终端的初始定位点坐标的方法，具体描述包括：移动终端需要获取室内预设置的增补节点数目至少为3个；接收室内任意两个增补节点的信息都满足预定到达时间差的有效性，那么，可以参考图1步骤102的第一种方式，选用移动终端接收增补节点的到达时间差值，根据TDOA定位方法解算出移动终端的初始定位点坐标。

对于本发明实施例，所述若不满足，可以确定所述两点接收的增补节点信息的到达时间差，不满足预定到达时间差的有效性，则将所述移动终端在所述增补节点的正下方的坐标确定为所述移动终端的初始定位点坐标；所述确定所述移动终端的初始定位点坐标的方法可以参考图1步骤102的第二种方式，确定移动终端的初始定位点坐标。

203、获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息。

其中，所述移动终端的实时信息包括运动角度、运动步长、运动步数，所述获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息，是在无信标环境下使用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit，IMU)感知移动终端在移动过程中的加速度、角速度、磁力和压力等数据，利用所述IMU感知的数据进行步长与方向的推算，获得所述移动终端的实时移动信息，包括：移动终端的移动距离、移动角度。

204、根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标。

对于本实施例，步骤204包括：根据所述运动角度确定所述移动终端的移动方向；根据所述运动步长和运动步数确定所述移动终端的移动距离；基于所述移动方向、移动距离以及所述初始定位点坐标确定所述移动终端的移动坐标。

其中，所述根据所述运动角度确定所述移动终端的移动方向，是采用惯导技术对室内移动终端的运动轨迹进行跟踪定位，可以参考步骤103描述，获得移动终端的运动角度，进而确定所述移动终端的移动方向。

其中，所述根据所述运动步长和运动步数确定所述移动终端的移动距离，是采用惯导技术对室内移动终端的运动轨迹进行跟踪定位，可以参考步骤103描述，获得移动终端的移动距离。

其中，所述基于所述移动方向、移动距离以及所述初始定位点坐标确定所述移动终端的移动坐标，是采用惯导技术对室内移动终端的运动轨迹进行跟踪定位，可以参考步骤103、104描述，确定移动终端的移动坐标。

需要说明的是，为了判断根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标是否受惯导漂移现象的影响，需要确定所述移动终端的实时移动信息是否存在惯导漂移，若存在，则需要对所述移动终端的移动坐标进行矫正，该方法包括：获取移动终端运动方向与任意两个所述增补节点连线的夹角；筛选出所述夹角中最小的角度；根据所述最小的角度，确定选定的两个增补节点，从而确定所述移动终端与所述增补节点的到达时间差值增量是否满足预定惯导漂移判断公式；若满足，则确定所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息存在惯导漂移；若不满足，则确定所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息不存在惯导漂移。所述确定所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息是否存在惯导漂移的方法，具体描述包括：

移动终端在室内二维空间移动，任意选取定位点P0、P1，移动终端由定位点P0运动到定位点P1；移动终端在定位点P0、P1获取室内预设置增补节点A和B，则移动终端在P0点接收增补节点A和B的到达时间差值为TDOA_P0，移动终端在P1点接收增补节点A和B的到达时间差值为TDOA_P1；移动终端运动方向与两个节点连线方向上的夹角为α(0°≤α≤90°)，且满足公式4如下：

ΔTDOA＝|TDOA_P 1-TDOA_P 0| (公式4)

需要说明的是，若移动终端接收到的增补节点数目至少为3个，则移动终端与任意两个增补节点连线的夹角有α_0,α_1,α_2,…α_n，所述α_n夹角可以通过增补节点的坐标信息和采用惯导技术输出的移动终端运动角度信息运算得出。由于移动终端运动的方向角度不同，需要矫正的水平也不同，当α角度越接近90度，得到的TDOA定位结果可靠性越差。那么，选取移动终端移动方向与任意两个增补节点连线的所有夹角中最小的夹角α＝min{α_0,α_1,α_2,…}，并且采用公式4，计算形成此α的两个增补节点到定位点P0和P1的ΔTDOA，然后采用惯导漂移判断公式5，该公式5为：

ΔTDOA·cos(α)≥0.01 (公式5)

若满足惯导漂移判断准则公式5，则移动终端依据惯导技术输出的移动终端的实时移动信息定位移动终端移动坐标，存在惯导漂移，需要对所述移动终端移动坐标进行矫正一次，用于抑制惯导漂移现象；若不满足惯导漂移判断准则公式5，则移动终端依据惯导技术输出的移动终端的实时移动信息定位移动终端移动坐标，不存在惯导漂移，不需要对移动终端的移动坐标进行矫正。

需要说明的是，若存在惯导漂移，需要对所述移动终端移动坐标进行矫正一次的方法包括：若存在惯导漂移，则所述根据到达时间差定位方法对所述增补节点达到所述两点的时间差值进行解算，并确定所述移动终端的移动定位坐标，可以参考步骤201-202确定移动定位坐标，根据所述移动终端的移动定位坐标矫正所述移动终端的移动坐标；所述移动终端的移动坐标，是根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标，可以参考步骤104。根据所述移动终端的移动定位坐标矫正所述移动终端的移动坐标可以采用如下方法，该方法具体描述包括：

移动终端在室内二维空间移动，以点Point_0为初始点运动到点Point_1，移动终端在点Point_1获取室内预设置的增补节点信息，并根据所述增补节点信息确定所述移动终端的移动定位坐标，可以参考步骤201-202中确定移动终端初始定位坐标的方法，确定点Point_1的移动定位坐标P1_1(x1_1,y1_1)；根据初始定位点Point_0的坐标和移动终端的实时移动信息，采用惯导技术解算，可以参考步骤203-204，确定所述移动终端运动到点Point_1的移动坐标P1_2(x1_2,x1_2)，则对移动定位坐标P1_1(x1_1,y1_1)和移动坐标P1_2(x1_2,x1_2)分配相应的权值，用于对移动终端的移动坐标P1_2(x1_2,x1_2)进行矫正，用于抑制惯导漂移现象，可以采用公式6计算得出新的坐标P1(x1,y1)，将坐标P1(x1,y1)确定为移动终端以点Point_0为初始点运动到点Point_1的移动坐标，该公式6为：

其中α为移动终端运动方向与两个增补节点连线方向上的夹角α(0°≤α≤90°)，且α是符合惯导漂移判断公式的使用的数据。

205、将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新的移动终端移动坐标。

对于本发明实施例，为了防止累积的惯导漂移现象，导致确定的移动坐标不准确，采用将惯导数据初始化清零的方法，该方法包括：将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行移动终端室内定位，参考步骤201-204，定位新的移动终端移动坐标，用于提高室内定位精确度。

206、所述移动终端接收地面室外气压值、室内气压值、室内气体参数值以及室内温度参数值。

207、通过所述地面室外气压值、所述室内气压值、所述室内气体参数值、所述室内温度参数值以及高度解算公式计算定位移动终端所在楼层。

对于本发明实施例，步骤206-207，用于迅速地准确定位移动终端所在楼层，可以采用以下方法,该方法包括:

移动终端上安装有气压传感器、温度传感器和气体传感器。移动终端在地面通过气压传感器测量室外气压值为Pa；当移动终端运动到室内通过气压传感器测量室内气压值为Pa0，通过温度传感器检测室内温度为t_m摄氏度；移动终端接收室内预设置增补节点信息包含的定位信号，是由定位系统自身设置的室外基站发出的，室外参考基站的初始高度为h₀米。那么，采用如下高度解算公式7计算出移动终端与室外地面的高度差h米，根据每一层楼的高度，迅速判断移动终端所在楼层。那么，采用的高度解算公式7为：

其中，ln是求对数数学符号；数值29.29是干燥气体常数Rg(Rg＝287.05J/(kg*K))除以重力加速度g(g＝9.8m/s²)得出的；t_m℃需要转化为绝对温度值；其中，参数273.15℃及数值29.29属于物理常量。

208、输出所述移动终端的移动坐标、所述移动终端所在楼层、所述地面室外气压值、所述室内气压值、所述室内气体参数值以及所述室内温度参数值。

为了实时监测移动终端所处室内作业情况，需要输出所述移动终端的移动坐标、所述地面室外气压值、所述室内气压值、所述室内气体参数值以及所述室内温度参数值。

本发明实施例基于室内定位技术和惯导技术融合，采用多传感器辅助工作，不仅可以监测移动终端在室内环境的运动轨迹，并且可以达到准确定位移动终端的移动坐标。具体地，对于本发明实施例提供的室内定位方法的工作流程进行描述，其中二维空间室内定位工作流程如图4所示，包括：首先，移动终端在室内任意选取较接近的两点P和Q，接收室内预设置增补节点信息；移动终端在所述P和Q两点间移动，获取所述增补节点数目≥3个，否则，移动终端需要重新选取较接近的两点P和Q；若满足移动终端在所述P和Q两点间移动，获取所述增补节点数目≥3个，需要判断移动终端在所述P和Q两点接收所述增补节点的到达时间差是否满足预定到达时间差的有效性；若满足，则所述移动终端在所述P和Q两点接收所述增补节点的到达时间是有效的，可以采用TDOA定位方法解算出移动终端的初始定位点坐标，并保存坐标信息；若不满足，则所述移动终端在所述P和Q两点接收所述增补节点的到达时间差是无效的，将移动终端移动至最近的室内预设置的增补节点的正下方，接收所述增补节点信息，以所述增补节点的定位坐标确定为移动终端的初始定位点坐标；根据移动终端的初始定位点确定移动终端在室内移动轨迹的移动坐标，可以采用惯导技术的方法实现，通过惯导解算出移动终端的移动坐标；对于所述移动终端的移动坐标，需要判断所述移动终端与所述增补节点的到达时间差值增量是否满足预定惯导漂移判断公式，用于确定是否存在惯导漂移现象；若满足，则存在惯导漂移现象，需要对所述惯导解算出移动终端的移动坐标进行矫正；若不满足，则不存在惯导漂移现象，所述基于惯导技术解算出移动终端的移动坐标确定为移动终端的移动坐标；为防止累积的惯导漂移现象，将惯导数据清零，将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新移动终端移动坐标，以此种方式进行迭代循环运算，定位移动终端的移动坐标，能够有效提高定位精度。对移动终端所在楼层高度的室内定位工作流程如图5所示，可以采用高度解算的方法实现，该工作流程包括：首先，移动终端通过气压传感器装置测量地面位置气压值，并保存数据；当移动终端进入室内作业时，通过气压传感器装置测量室内气压值，通过气体传感器装置测量室内气压值，通过温度传感器测量室内气体参数值，并保存数据；根据本发明实施例提供的室内定位方法中的高度解算公式，计算得出当前室内高度与地面高度差值，根据每一层楼层高度值，确定移动终端所在楼层。

本发明实施例的另一种室内定位方法，采用在室内预先布局少量增补节点的方式实现的室内定位技术方法与惯导技术方法融合，可以对移动终端的移动轨迹进行跟踪，准确定位移动终端的移动坐标，同时将所述移动坐标点设置为新的初始定位坐标点，再次进行基于惯导技术定位新的移动坐标点，用于降低累积的惯导漂移现象对定位所述移动终端的移动坐标的准确精度的不良影响。此外，为了防止惯导漂移现象对移动终端的移动坐标定位准确性产生不良影响，需要判断移动终端在移动轨迹中是否受到惯导漂移现象的影响，并对惯导漂移现象进行矫正。为了迅速地准确定位移动终端所在楼层，具体是采用高度解算公式实现的，并且输出移动终端的移动坐标、移动终端所在楼层、地面室外气压值、室内气压值、室内气体参数值、室内温度参数值，用于实时监测移动终端所处室内作业情况。综上所述，本发明实施例不仅保证准确定位移动终端的准确性，提高室内定位的工作效率，同时也降低了定位成本。

本发明实施例的一种室内定位的装置，如图3所示，该装置包括：获取单元31、确定单元32、设置单元33、矫正单元34、接收单元35、计算单元36和显示单元37。

获取单元31，用于移动终端获取室内预设置的增补节点信息；其中，所述室内预设置增补节点是预先在室内环境布局少量增补节点，数目为至少3个，用于接收定位系统发出的定位信号；其中，所述获取单元31用于移动终端获取所述室内预设置增补节点信息，接收所述增补节点转换的定位信号。

确定单元32，用于根据所述增补节点信息确定所述移动终端的初始定位点坐标。

为了实时监测移动终端的移动轨迹，获得移动终端的实时移动信息，那么，所述获取单元31，还用于获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息；其中，所述获取单元31还用于获取基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息，是在无信标环境下使用IMU感知移动终端在移动过程中的加速度、角速度、磁力和压力等数据；利用所述惯性测量单元感知的数据进行步长与方向的推算，获得所述移动终端的实时移动信息，包括：移动终端移动距离、移动角度。

在基于室内定位技术获得初始定位点及基于惯导技术获得移动终端的实时移动信息之后，那么，所述确定单元32，还用于根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标。

设置单元33，用于将移动终端移动坐标设置为新的初始定位点坐标，并以所述新的初始定位点坐标为起点继续进行所述移动终端室内定位，定位新的移动终端移动坐标。

矫正单元34，用于判断移动终端在移动轨迹中是否受到惯导漂移现象的影响；若受到影响，那么，则需要对移动终端的移动坐标点进行矫正。

接收单元35，用于所述移动终端接收地面室外气压值、室内气压值、室内气体参数值以及室内温度参数值。

计算单元36，用于通过所述地面室外气压值、所述室内气压值、所述室内气体参数值、所述室内温度参数值以及高度解算公式计算出所述移动终端与室外地面高度差值，从而确定移动终端所在楼层。

显示单元37，用于输出所述移动终端的移动坐标、所述移动终端所在楼层、所述地面室外气压值、所述室内气压值、所述室内气体参数值以及所述室内温度参数值。

对于本发明的实施例，为了使用到达时间差定位方法解算移动终端的初始定位点的坐标，需要判断使用的到达时间差数据是有效的，那么，所述确定单元32，包括：选取模块3201、判断模块3202和确定模块3203。

选取模块3201，用于所述移动终端选取所述室内任意较接近的两点。

判断模块3202，用于判断所述两点接收的增补节点信息的到达时间差值，是否满足预定到达时间差的有效性。

确定模块3203，用于若满足预定到达时间差的有效性，则根据到达时间差定位方法对所述增补节点信息达到所述两点的时间差值进行解算确定所述移动终端的初始定位点坐标。

所述确定模块3203，用于若不满足预定到达时间差的有效性，则将所述移动终端在所述增补节点的正下方的坐标确定为所述移动终端的初始定位点坐标。

对于本发明的实施例，为了根据所述初始定位点坐标和所述实时移动信息确定所述移动终端的移动坐标，那么所述确定单元32，还包括：角度确定模块3204、距离确定模块3205和坐标确定模块3206。

角度确定模块3204，用于根据所述运动角度确定所述移动终端的移动方向。

距离确定模块3205，用于根据所述运动步长和运动步数确定所述移动终端的移动距离。

坐标确定模块3206，用于基于所述移动方向、移动距离以及所述初始定位点坐标确定所述移动终端的移动坐标。

对于本发明的实施例，根据移动终端的初始定位点作为起始点，采用惯导技术定位移动终端的移动坐标点的过程中，可能会产生惯导漂移现象，那么会导致移动终端的移动定位点不准确的情况。所以，为了防止这种定位不准确的情况发生，需要判断移动终端在移动轨迹中是否受到惯导漂移现象的影响，若受到影响，那么，则需要对移动终端的移动坐标点进行矫正。所述矫正单元34，包括：获取模块3401、筛选模块3402、确定模块3403和矫正模块3404。

获取模块3401，用于获取移动终端运动方向与任意两个所述增补节点连线的夹角。

筛选模块3402，用于筛选出所述夹角中最小的角度。

确定模块3403，用于根据所述最小的角度，确定所述移动终端与所述增补节点的到达时间差值增量是否满足预定惯导漂移判断公式。

所述确定模块3403，还用于若确定满足预定惯导漂移判断公式，则确定所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息存在惯导漂移。

所述确定模块3403，还用于若确定不满足预定惯导漂移判断公式，则确定所述基于惯导技术输出的所述移动终端的实时移动信息不存在惯导漂移。

矫正模块3404，用于通过所述根据到达时间差定位方法对所述增补节点信息到达所述两点的时间差值进行解算确定所述移动终端的移动定位坐标，根据所述确定模块确定的所述移动终端的移动定位坐标矫正所述移动终端的移动坐标。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种室内定位装置所涉及各功能单元和模块的其他相应描述，可以参考图2所示方法的对应描述，在此不再赘述，但应当明确，本实施例中的装置能够对应实现前述方法实施例中的全部内容。

本发明实施例基于室内定位技术和惯导技术融合，采用多传感器辅助工作，不仅可以监测移动终端在室内环境的运动轨迹，并且可以达到准确定位移动终端的移动坐标。具体地，对于移动终端系统的工作原理进行描述如图6所示，其中，移动终端系统包括：气体传感器装置、气压传感器装置、温度传感器装置、惯性导航装置、定位信号接收装置、现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)、ARM处理器(Advanced RISC Machines，ARM)解算装置，蓝牙装置和显示装置。具体地描述，气体传感器装置、气压传感器装置、温度传感器装置、惯性导航装置和定位信号接收装置通过I2C总线(Inter－Integrated Circuit，I2C)配置方式与FPGA通信；FPGA通过自身的NiosⅡ软核开发完成对气体传感器装置、气压传感器装置、温度传感器装置和惯性导航装置的驱动配置及定位信号接收装置射频接收设置，利用FPGA的逻辑电路来完成对定位信号的捕获、跟踪和对其他多种传感器装置及惯性导航装置采集数据的传输，最后输出伪距、载波环和码环等信息；ARM处理器解算装置与FPGA通过并行总线连接，ARM处理器解算装置主要完成定位信号的码环同步、捕获判断和滤波，然后对采集到的其他传感器装置和惯性导航装置的数据信息进行解算；最后对所有的有效数据进行重新组帧，通过蓝牙装置的透明传输协议传送给显示装置；显示装置显示出移动终端的定位信息，包括：移动终端的坐标、移动终端所在室内位置和移动终端所在楼层等信息。

本发明实施例的一种室内定位装置，包括：获取单元、确定单元、矫正单元、设置单元、接收单元、计算单元和显示单元。采用在室内预先布局少量增补节点的方式实现的室内定位技术方法与惯导技术方法融合，可以对移动终端的移动轨迹进行跟踪，准确定位移动终端的移动坐标，同时将所述移动坐标点设置为新的初始定位坐标点，再次进行基于惯导技术定位新的移动坐标点，用于降低累积的惯导漂移现象对定位所述移动终端的移动坐标的准确精度的不良影响。此外，为了防止惯导漂移现象对移动终端的移动坐标定位准确性产生影响，需要判断移动终端在移动轨迹中是否受到惯导漂移现象的影响，并对惯导漂移现象进行矫正。为了迅速地准确定位移动终端所在楼层，具体是采用高度解算公式实现的；同时，输出移动终端的移动坐标、移动终端所在楼层、地面室外气压值、室内气压值、室内气体参数值以及室内温度参数值，用于实时监测移动终端所处室内作业情况。综上所述，本发明实施例不仅保证准确定位移动终端的准确性，提高室内定位的工作效率，同时也降低了定位成本。

通过以上的实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在可读取的存储介质中，如计算机的软盘，硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。