[发明专利]一种室内外无缝定位切换方法

说明书

技术领域

本发明提供一种室内外无缝定位切换方法，具体说是一种在无线传输技术（WIFI）室内定位和全球卫星导航系统（GNSS）室外定位方法之间进行无缝切换的方法。该方法能够通过检测环境变化，自适应地进行软硬件切换，属于无线传输和导航技术领域。

背景技术

随着人类社会发展，人们对自身位置信息的需求越来越大，由此发展了诸多的导航定位系统。全球卫星导航系统（GNSS）为人们提供了高精度、全天候的定位服务，但是由于其测量信号不能穿透建筑物的特点，在高密集建筑群区和室内无法有效进行GNSS定位服务。为了满足人们对任意时间，任意位置的定位需求，无缝定位技术已经成为国内外专家和学者研究发展的对象。所谓无缝定位技术就是指在人类活动的地上，地下空间和外层空间范围内，能够联合采用不同定位技术以达到对各种定位应用的无缝覆盖，同时保证各种场景下定位技术、定位算法、定位精度和覆盖范围的平滑过渡及无缝连接。

为了解决高密集建筑群区和室内定位难题，国内外专家提出了一系列技术方案，例如：基于移动通信网络的辅助GNSS（A‐GNSS）、伪卫星技术、射频标签（RFID）等。尽管各种技术的精度和易用性各有差别，但是大多数技术需要布设额外设备和改装大量已有设备，以其为解决实现的无缝定位系统将耗资巨大，可用性弱。从技术成熟和大规模应用的角度考虑，室外靠GNSS定位、高密集建筑群区和室内以WIFI定位为主的方案已成为当前主流的、也是未来最具发展潜力的无缝定位技术。

无缝定位技术的软硬件集成是无缝定位技术的关键技术之一。本发明通过对WIFI定位技术和GNSS技术特点的研究，提出一种室内外无缝定位切换方法。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种室内外无缝定位切换方法，以解决现有无缝定位切换方法中，WIFI和GNSS模块都持续工作带来的过多电量消耗的问题

本发明的技术方案：

基于室内环境使用WIFI定位技术和室外环境使用GNSS定位技术的无缝定位架构，本发明提出了一种室内外无缝定位切换方法，即当用户从室内向室外移动，或者从室外向室内移动时，定位技术进行切换，同时相应的硬件装置开关状态进行转换。

当定位过程在移动终端初始化时，WIFI和GNSS模块都置于工作状态，通过对接收到的GNSS信息是否有效来判断用户处于室内还是室外，例如当接收到的卫星数目大于或等于4颗时就认为用户在室外。此后，随着用户的移动，为实现室内外无缝定位，就需要对WIFI定位技术和GNSS定位技术进行切换。

本发明提出的室内外无缝定位切换方法是基于检测室内外环境变换而自适应地触发切换过程。这样可以实现需要室内WIFI定位方法时单独打开WIFI装置或者需要室外GNSS定位方法时单独打开GNSS装置，避免了现有定位切换方法中WIFI和GNSS都持续工作带来的过多电量消耗。

本发明提出的室内外无缝定位切换方法，设立了单独的切换模块与无缝定位系统进行交互信息，通过室内外环境检测，用户状态检测，获得数据检测等来实现自适应定位软硬件切换。本发明主要涉及无缝定位系统的5个分层：感知层L1，算法层L2，硬件层L3，数据层L4，应用层L5。感知层L1主要包括三个模块，用户需求模块L11，场景模块L12和状态模块L13，作为系统输入。算法层L2主要完成基于感知层L1发送的信息，实现定位算法选择。硬件层L3基于算法层L2的算法选择结果，完成GNSS和WIFI的硬件开关状态选择。数据层L4根据硬件层L3测量的信号获取定位所需数据进行定位结果计算，通过对所获数据和所得结果进行分析判断算法层L2的算法是否可定位并产生反。应用层L5主要是为用户提供基于位置的服务（LBS）。例如：结合地图数据库进行位置可视化显示。

本发明一种室内外无缝定位切换方法，主要包括以下几个步骤：步骤一：由感知层L1检测场景变化及用户需求变化，并上报给切换模块;

其中，所述的“感知层L1”主要包括三个模块，用户需求模块L11，场景模块L12和状态模块L13。用户需求模块L11根据交互模块的信息判断用户需求，包括精度要求和延迟要求。场景判断模块L12是自适应发起切换指示的关键模块，主要由终端里的光传感器和WIFI模块检测WIFI接入点集合进行综合判断是否发生场景变化。例如，白天终端从室外移动到室内，光传感器的光通量值会大幅下降；而WIFI模块检测到室内区域不存在的WIFI接入点则认为终端移动到室外了。状态模块L13由加速计，电子罗盘等传感器组成，获得移动终端的运动状态来确定定位结果更新时间。它们之间的关系是并列的，作为算法信息输入。