[发明专利]一种室内外无缝定位系统及定位方法

权利要求书

1.一种室内外无缝定位系统，其特征在于，包括数据处理中心、若干个信标节点和智能手机，数据处理中心分别与若干个信标节点和智能手机，智能手机还分别每个与信标节点连接；

所述的智能手机用于室内定位模式下发送声波信号，室外环境下提供自带的GPS模块获取智能手机的经纬度信息，并接收数据中心计算得到当前位置信息进行显示；

所述的信标节点包括扬声器和麦克风，扬声器用于发射声波信号，麦克风用于捕获声波信号，同时信标节点将接收到的声波信号传送至数据处理中心；

所述的数据处理中心，用于接收信标节点传送的声波信号和智能手机传送的GPS信息，根据声波信号和GPS信息确定智能手机当前的位置坐标，并将确定好的位置信息发送至智能手机；

所述的数据处理中心还内置有神经网络，用于系统上线前对室内外定位切换阈值的训练，并用于判断系统上线后是否进行室内外定位的切换。

2.根据权利要求1所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于，所述的若干个信标节点设置在室内建筑顶棚，每个信标节点通过网线串联；其中室内建筑的出入口交界处设置一个特殊的信标节点，用于测量智能手机用户室内外交界的室内环境时用户与此信标节点的距离，并连续记录用户与此节点距离的三组数据，用作判断是否正处于向室外环境行进的判断输入。

3.根据权利要求1所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于，所述的数据处理中心的数据库中在保存每个室内外交界处特殊信标节点的GPS信息，用于测量用于处于室内外交界的室外环境时用户与此节点的距离，并连续记录用户与此节点距离的三组数据，用作判断是否正处于向室内环境行进的判断输入。

4.根据权利要求1所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于，所述的智能手机，内置定位APP，与数据处理中心通信。

5.根据权利要求4所述的一种室内外无缝定位系统，其特征在于，所述的定位APP为自主开发的APP，用于显示智能手机用户当前位置和发送FSM线性调制声波信号。

6.一种室内外无缝定位方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1）定位系统上线前，根据室内外定位覆盖及切换区域的特点，采集该区域室内外定位切换数据，将数据输入神经网络训练，得到该区域室内外定位切换的训练模型；

2）数据处理中心根据智能手机自带的GPS模块或发送的声波信息，确定智能手机当前的位置坐标，并计算智能手机与出入口交界处信标节点的距离值；

3）数据处理中心根据步骤2）得到的距离值的变化趋势，判断智能手机用户是否正在从室外向室内或从室内向室外行进；当确定智能手机正在从室外向室内运行时，把当前用户与出入口节点的距离输入到神经网络判断该距离值是否是从室外到室内切换时的距离阈值，如果是，则判断用户即将从室外到室内或室内到室外，则进行室外到室内或室内到室外定位的自动切换，从而确定智能手机用户的当前位置信息。

7.根据权利要求6所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于，步骤2）中，所述的根据智能手机自带的GPS模块，确定智能手机当前的位置坐标，是通过调用智能手机内GPS模块获得的用户的经纬度信息进行定位。

8.根据权利要求6所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于，步骤2）中，根据智能手机发送的声波信息，确定智能手机当前的位置坐标，具体是智能手机发送FSM线性调制信号，各信标节点将接收到的声波信号传输到数据处理中心，数据处理中将接受到的各节点的声波信号进行延时估计和声速估计，然后进行距离计算，最后通过至少三个信标节点与智能手机的距离确定出智能手机的位置。

9.根据权利要求6所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于，所述的延时估计，是采用信号互相关的方法；

所述的声速估计，是通过已知的两两信标节点的实际距离，与相应的两两节点直接收到智能手机声波信号的时间差来计算一个声速，并通过取所有的计算值平均值，得到声波的估计速度。

10.根据权利要求8所述的一种室内外无缝定位方法，其特征在于，所述的信标节点与智能手机的距离，通过三边法求得。