室内外无缝融合的定位方法及装置与流程

本发明涉及导航及定位，具体涉及一种室内外无缝融合的定位方法及装置。

背景技术：

1、定位技术在现代社会中具有广泛的应用，其中包括室内定位和室外定位。然而，由于室内定位系统和室外定位系统存在一定的不兼容性和定位误差，导致在从室内和室外场景互相切换或在两种定位技术的交界处，定位的连续性和准确性常常受到影响。传统的定位器没有在室内外切换的场景做额外优化，并且由于多种定位技术在同一个定位设备上，会有额外的能耗消耗。因此，需要一种能够无缝融合室内外定位技术的新型装置和方法，提供更加稳定和准确的定位服务，并且可以让定位装置在不需要特定芯片的时候进行休眠，从而节省功耗。

技术实现思路

1、为了克服现有技术中定位系统在室内外切换时的精度不足以及额外产生的能耗问题，本发明旨在提供一种室内外无缝融合的定位装置和方法，可通过蓝牙、lora、加速度传感器、gnss等芯片的结合，并借助自适应算法，实现在室内外环境中的连续、准确定位，并且可以让定位装置在不需要特定芯片的时候进行休眠，从而节省功耗。

2、为实现上述本发明的目的，第一方面，本发明实施例提出一种室内外无缝融合的定位方法，包括：

3、s1，判断目标处于室内、室外或是室内外交叠区域；

4、s2，当目标处于室内时，采用室内定位方式进行定位；

5、s3，当目标处于室外时，采用室外定位方式进行定位；

6、s4，当目标处于室内外交叠区域时，采用pdr算法进行定位；

7、s5，将定位结果传输给相关设备，以供程序使用或展示。

8、进一步地，所述s1中，当蓝牙接收信号强度大于设定阈值时，判断目标处于室内；当gnss芯片中的卫星数量大于设定阈值，或信噪比大于阈值时，判断目标处于室外；当蓝牙接收信号强度未大于设定阈值、gnss芯片中的卫星数量未大于设定阈值且信噪比也未大于阈值时，判断目标处于室内外交叠区域。

9、进一步地，所述s2中，室内定位方式包括蓝牙定位。

10、进一步地，所述s3中，室外定位方式包括gnss定位。

11、进一步地，所述s4包括：pdr算法根据定位装置内的惯性传感器实时获取目标的加速度、角速度和方向信息，推算目标的移动距离和方向。

12、进一步地，所述s4更具体包括：

13、s41，以判定目标处于室内外交叠区域时，作为初始时刻，获取目标的初始位置；

14、s42，利用定位装置中的惯性传感器实时采集行人的动态数据；

15、s43，对惯性传感器采集的原始数据进行预处理；

16、s44，根据所述预处理后的数据，计算目标的运动参数；。

17、s45，根据所述运动参数，对目标的位移进行推算；

18、s46，根据推算的位移，更新目标的位置；

19、s47，以更新的目标位置作为新的初始位置，重复所述s42-s44，实时更新目标的位置和运动轨迹；

20、s48，当目标被判定为完全处于室内或室外时，结束。

21、进一步地，所述s41中，所述初始位置是gnss位置或蓝牙位置；

22、所述s42中，所述惯性传感器包括加速度传感器、陀螺仪和磁力计，所述动态数据包括加速度、角速度和方向信息；

23、所述s43中，所述预处理包括滤波和校准，用于去除噪声和误差；

24、所述s44中，所述运动参数包括加速度、角速度和方向信息。

25、所述s45中，采用离散积分或微分方程求解来计算位移。

26、进一步地，所述s4的pdr算法以公式可表示为：

27、pt＝pt-1+δd·rt

28、其中，pt表示定位装置在时间t所在的位置，pt-1表示定位装置在时间t-1所在的位置，δd表示这段时间行进的距离的变化，rt表示在时间t的旋转矩阵。

29、第二方面，本发明实施例还提出一种室内外无缝融合的定位装置，包括：

30、数据处理单元，用于数据处理及融合；

31、蓝牙模块，与所述数据处理单元交互连接，被配置为在室内环境下获取蓝牙信标的强度和位置信息；

32、通讯模块，与所述数据处理单元交互连接，被配置为在室外环境下传输gnss信号并获取相应的定位数据；

33、惯性传感器，与所述数据处理单元交互连接，被配置为测量加速度、角速度和方向信息；

34、gnss模块，与所述数据处理单元交互连接，被配置为在室外环境下获取全球卫星导航系统的定位信息。

35、进一步地，所述通讯模块为nb-iot、lora、wifi、4g或5g芯片；所述惯性传感器为9轴的惯性传感器。

36、本发明的室内外无缝融合的定位方法和装置，具有以下优势：

37、1、自适应定位：借助自适应算法，根据设备所处环境自动选择最优的定位系统，提高了定位的稳定性和准确性。

38、2、室内外定位融合：通过融合多个定位系统的数据，提供更加丰富和准确的定位信息，消除切换时的定位漂移。

39、3、动态环境感知：根据设备所处环境的动态变化，可自动调整定位策略和参数，适应不同的室内外定位场景。可以在不同环境开启不同定位芯片，并让剩余的芯片休眠，从而提升定位设备的续航表现。

40、4、提高定位连续性：实现室内外定位的无缝切换，确保定位服务的连续性和稳定性。

41、此外，本发明室内外无缝融合的定位方法和装置，应用场景广泛。在企业端，定位是智能制造中不可或缺的基础数据，越来越多的企业意识到了定位的重要性。定位的技术也从单一定位技术走向了多元融合的场景。在仓库月台，厂房边界等区域都存在室内和室外融合的场景，本发明可以用于提高室内外融合定位的精度和平滑度。在政府端，有电力厂房、民航机场、煤矿等场合都有类似的需求，室内外融合定位技术前景广阔。

技术特征：

1.一种室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s1中，通过蓝牙和gnss信号来判断目标所处的区域；

3.根据权利要求1所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s2中，室内定位方式包括蓝牙定位。

4.根据权利要求1所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s3中，室外定位方式包括gnss定位。

5.根据权利要求1所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s4包括：

6.根据权利要求5所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s4更具体包括：

7.根据权利要求6所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s41中，所述初始位置是gnss位置或蓝牙位置；

8.根据权利要求6所述的室内外无缝融合的定位方法，其特征在于，所述s4的pdr算法以公式可表示为：

9.一种室内外无缝融合的定位装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的室内外无缝融合的定位装置，其特征在于，所述通讯模块(2)为nb-iot、lora、wifi、4g或5g芯片；

技术总结
本发明涉及室内外无缝融合的定位方法及装置，所述方法包括：S1，判断目标处于室内、室外或是室内外交叠区域；S2，当目标处于室内时，采用室内定位方式进行定位；S3，当目标处于室外时，采用室外定位方式进行定位；S4，当目标处于室内外交叠区域时，采用PDR算法进行定位；S5，将定位结果传输给相关设备，以供程序使用或展示。本发明实现在室内外环境中的连续、准确定位，并且可以让定位装置在不需要特定芯片的时候进行休眠，从而节省功耗。

技术研发人员：李萌,薛仁魁,杨文彬,吴洋,陈厚桦,姚彬,黄子涛,郭玉楠,宋鲁丹,杨子慕,许丽丽
受保护的技术使用者：北京东方计量测试研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22