[发明专利]一种室内外无缝定位系统及定位方法

说明书

本发明公开一种室内外无缝定位系统及定位方法，系统包括数据处理中心、信标节点和智能手机，数据处理中心分别与信标节点和智能手机，智能手机还与信标节点连接；数据处理中心将GPS和声波定位确定的智能手机当前位置坐标发送至智能手机上显示；系统上线前采集室内外定位切换数据，将数据通过神经网络得到训练模型，根据智能手机当前位置坐标计算智能手机与出入口交界信标节点的空间位置关系作为训练模型的输入，得到模型是否进行室内外地图切换的目标实现室内外组合定位的双向自适应切换。用户只需佩戴智能手机，通过GPS导航定位、声波实时定位系统的融合，实现室内外环境的连续定位，无需携带额外的定位标签，实现对用户位置的不间断定位与监控。

技术领域

本发明涉及室内外定位技术领域，具体是一种室内外无缝定位系统及定位方法。

背景技术

随着现代社会信息技术的推动，智能手机越来越普及，人们对自己身处的实时位置也越发的产生兴趣，对人们位置的获取通过分为室内定位、室外定位。室外定位主要依赖卫星阵列与地面接收机的通信，并且在定位精度上和实时性上都非常好，主要包括美国GPS全球定位系统和中国的北斗定位系统。而对于室内环境，往往是复杂多变的，并且在遮蔽的区域内也无法获取卫星信号，这使得基于卫星阵列的定位方法在室内环境中显得无力，不能满足室内定位的需求。基于智能手机的声波定位技术直接使用手机作为定位标签发送FSM线性调制信号，并且在手机app中还能实时显示用户位置，这对用户来说是十分便捷的。除此之外，声波定位开发成本低，在精度与稳定性上也非常的高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种室内无缝定位系统及定位方法，该系统及方法利用GPS定位、手机声波定位系统的最新技术，实现室内外环境的高精度定位。

实现本发明目的的技术方案是：

一种室内外无缝定位系统，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连接；

所述的智能手机用于室内定位模式下发送声波信号和接收声波信号，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。

所述的神经网络，通过采集室内外定位切换的数据作为输入得到是否切换的输出，通过大量的数据训练出一个判断模型。系统上线后如果有新的输入，训练模型就会依据之前的训练数据得出此次的输出结果，并将这对输入和输出结果重新加入训练模型进行训练，得出一个全新的训练模型，使得神经网络有更大的健壮性，能够实时根据数据进行判断模型的更新。

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。

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。

所述的智能手机，内置定位APP，与数据处理中心通信。