本發(fā)明涉及室內(nèi)外定位技術(shù)，具體涉及室內(nèi)外無縫定位方法及定位系統(tǒng)

背景技術(shù)：

信息技術(shù)推動科技的發(fā)展，如今，人們對于信息的獲取、存儲、傳遞實現(xiàn)了世界的網(wǎng)絡(luò)化，加強(qiáng)了對于位置信息的關(guān)注。

根據(jù)需求的應(yīng)用場景不同，通?？梢詫⒍ㄎ环譃槭彝舛ㄎ?、室內(nèi)定位。前者依賴于衛(wèi)星陣列與地面基站的通信，而且精度非常高，如北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、GPS(Global positioning system，全球定位系統(tǒng))定位系統(tǒng)，以此為基礎(chǔ)，室外定位軟件也已經(jīng)較為成熟，包括現(xiàn)有技術(shù)中的百度地圖等?？紤]到室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，定位衛(wèi)星的信號難以正常接受，因此當(dāng)前的室外定位系統(tǒng)難以適應(yīng)室內(nèi)場景。不過，人們的需求并未因此減少，為此，室內(nèi)定位得到了關(guān)注，包括RFID技術(shù)、超寬帶技術(shù)、Wi-Fi技術(shù)等。相對來說，Wi-Fi技術(shù)成本較低，實現(xiàn)難度不高，并且可移植、可擴(kuò)展。Wi-Fi是一種將裝有無線網(wǎng)卡的設(shè)備通過連接到同一無線網(wǎng)絡(luò)接入點從而進(jìn)行通信的技術(shù)。Wi-Fi定位技術(shù)依賴于Wi-Fi無線網(wǎng)絡(luò)，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵在于接入點(Access Point,AP)和無線網(wǎng)卡。常見的Wi-Fi定位系統(tǒng)有兩類：第一，借助配備無線網(wǎng)卡的設(shè)備檢測3個AP信號強(qiáng)度，采取差分算法得到大致的位置坐標(biāo)；第二，構(gòu)建位置指紋數(shù)據(jù)庫，將其和AP信號強(qiáng)度值向量對照，根據(jù)算法計算位置信息。如今，Wi-Fi熱點已經(jīng)實現(xiàn)了室內(nèi)的大規(guī)模覆蓋，通常的實現(xiàn)方式是部署路由器陣列，該陣列往往位置固定，工作穩(wěn)定，同時維護(hù)簡單，對這些熱點的合理利用能夠降低硬件成本、提升定位精度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于為了解決現(xiàn)有技術(shù)中無法高效地采用Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)與室外定位技術(shù)結(jié)合實現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位等問題的出現(xiàn)；提供室內(nèi)外無縫定位方法及定位系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種室內(nèi)外無縫定位方法，所述方法包括：

定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)；所述定位數(shù)據(jù)包括：所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、所述當(dāng)前位置的GPS信號和/或所述當(dāng)前位置的北斗定位信號；

當(dāng)所述Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

較佳地，在定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)的步驟中，具體包含：

定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號；

定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的GPS信號；

定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的北斗定位信號。

較佳地，在所述定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)的步驟之前；所述方法還包含：

建立后臺數(shù)據(jù)庫；所述后臺數(shù)據(jù)庫存儲至少一個建筑物室內(nèi)以及附近的所有參考點的無線接入點信號向量強(qiáng)度；

均勻選擇若干個所述參考點作為參考定位點，將每個所述參考定位點的所述無線接入點信號向量強(qiáng)度存入所述后臺數(shù)據(jù)庫。

較佳地，在采用室內(nèi)模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中；具體包含：

將所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號強(qiáng)度與所述后臺數(shù)據(jù)庫中的每個所述參考定位點的所述接入點信號向量強(qiáng)度進(jìn)行比對并計算匹配程度；

根據(jù)所述匹配程度選取排名前K位的K個所述參考定位點，采用卡爾曼濾波算法計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；

將所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)存入所述后臺數(shù)據(jù)庫。

較佳地，在采用室外模式對所述當(dāng)前位置進(jìn)行定位的步驟中，具體包含：

當(dāng)僅接收到所述當(dāng)前位置的GPS信號時，采用卡爾曼濾波算法將所述GPS信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；或

當(dāng)僅接收到所述當(dāng)前位置的北斗定位信號時，采用卡爾曼濾波算法將所述北斗定位信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；或

當(dāng)接收到所述當(dāng)前位置的北斗定位信號以及所述當(dāng)前位置的GPS信號時；當(dāng)所述北斗定位信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量多于所述GPS信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量時，采用卡爾曼濾波算法將所述北斗定位信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則，采用卡爾曼濾波算法將所述GPS信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

一種室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

位置服務(wù)終端，被配置為定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)；所述定位數(shù)據(jù)包括：所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、所述當(dāng)前位置的GPS信號和/或所述當(dāng)前位置的北斗定位信號；

位置服務(wù)平臺，被配置為當(dāng)所述Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

較佳地，所述位置服務(wù)終端包括：

Wi-Fi模塊，定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號；

北斗模塊，定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的GPS信號；

GPS模塊，定位所述當(dāng)前位置，生成所述當(dāng)前位置的北斗定位信號；

接口轉(zhuǎn)換模塊，將所述定位數(shù)據(jù)發(fā)送至所述位置服務(wù)平臺；

電源模塊，為所述北斗模塊、所述GPS模塊、所述Wi-Fi模塊以及所述接口轉(zhuǎn)換模塊提供工作電源。

較佳地，所述位置服務(wù)平臺還被配置為：

建立后臺數(shù)據(jù)庫；所述后臺數(shù)據(jù)庫存儲至少一個建筑物室內(nèi)以及附近的所有參考點的無線接入點信號向量強(qiáng)度；

均勻選擇若干個所述參考點作為參考定位點，將每個所述參考定位點的所述無線接入點信號向量強(qiáng)度存入所述后臺數(shù)據(jù)庫。

較佳地，在所述位置服務(wù)平臺采用室內(nèi)模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中；具體包含：

所述位置服務(wù)平臺將所述當(dāng)前位置的Wi-Fi信號強(qiáng)度與所述后臺數(shù)據(jù)庫中的每個所述參考定位點的所述無線接入點信號向量強(qiáng)度進(jìn)行比對并計算匹配程度；

所述位置服務(wù)平臺根據(jù)所述匹配程度選取排名前K位的K個參考定位點，采用卡爾曼濾波算法計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；

將所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)存入所述后臺數(shù)據(jù)庫。

較佳地，在所述位置服務(wù)平臺采用室外模式計算所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中，具體包含：

當(dāng)僅接收到所述當(dāng)前位置的GPS信號時，所述位置服務(wù)平臺采用卡爾曼濾波算法將所述GPS信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；或

當(dāng)僅接收到所述當(dāng)前位置的北斗定位信號時，所述位置服務(wù)平臺采用卡爾曼濾波算法將所述北斗定位信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；或

當(dāng)接收到所述當(dāng)前位置的北斗定位信號以及所述當(dāng)前位置的GPS信號時；當(dāng)所述北斗定位信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量多于所述GPS信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量時，所述位置服務(wù)平臺采用卡爾曼濾波算法將所述北斗定位信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則，所述位置服務(wù)平臺采用卡爾曼濾波算法將所述GPS信號處理為所述當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實例。

本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于：

本發(fā)明公開的室內(nèi)外無縫定位方法及定位系統(tǒng)，采用位置服務(wù)終端、位置服務(wù)平臺組建形成定位系統(tǒng)。首先，位置服務(wù)終端定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)；其次，位置服務(wù)平臺用于當(dāng)Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)外不同環(huán)境下的高精度定位，滿足兼有室內(nèi)外定位需求的系統(tǒng)，在室外定位時不僅僅依靠于全球衛(wèi)星導(dǎo)航生成的北斗定位信號進(jìn)行定位，同時加入了GPS定位，能夠保證室外定位的不間斷性，提高定位精度；在室內(nèi)定位時選擇Wi-Fi定位方法，特別適用于已經(jīng)有Wi-Fi覆蓋、布置有一定數(shù)量路由器的室內(nèi)場所，這樣能夠降低定位成本。同時，本發(fā)明在室內(nèi)定位得到初步定位結(jié)果后，采用卡爾曼濾波實現(xiàn)定位位置的最優(yōu)估計，從而降低系統(tǒng)噪聲、干擾帶來的不良作用，提升定位的準(zhǔn)確性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明室內(nèi)外無縫定位方法的整體流程示意圖。

圖2為本發(fā)明室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實施例1

如圖1所示，一種室內(nèi)外無縫定位方法，該方法包括：

S1，定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)。

定位數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、當(dāng)前位置的GPS信號和/或當(dāng)前位置的北斗定位信號。

S2，當(dāng)Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

本實施例公開的室內(nèi)外無縫定位方法，能夠?qū)崿F(xiàn)室內(nèi)外不同環(huán)境下的高精度定位，滿足兼有室內(nèi)外定位需求的系統(tǒng)，在室外定位時不僅僅依靠于全球衛(wèi)星導(dǎo)航生成的北斗定位信號進(jìn)行定位，同時加入了GPS定位，能夠保證室外定位的不間斷性，提高定位精度；在室內(nèi)定位時選擇Wi-Fi定位方法，特別適用于已經(jīng)有Wi-Fi覆蓋、布置有一定數(shù)量路由器的室內(nèi)場所，這樣能夠降低定位成本。

實施例2

如圖1所示，一種室內(nèi)外無縫定位方法，該方法包括：

S1，定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)。

其中，定位數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、當(dāng)前位置的GPS信號和/或當(dāng)前位置的北斗定位信號。

在步驟S1中，具體包含：

S1.1，定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的Wi-Fi信號；

S1.2，定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的GPS信號；

S1.3，定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的北斗定位信號。

在步驟S1之前，本實施例公開的室內(nèi)外無縫定位方法還包括：

S0.1，建立后臺數(shù)據(jù)庫。后臺數(shù)據(jù)庫存儲至少一個建筑物室內(nèi)以及附近的所有參考點的無線接入點信號向量強(qiáng)度。

本實施例中，利用至少一個建筑物室內(nèi)已有的參考路由器形成的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)，記錄每個參考點的無線接入點(AP,Access Point)信號向量以及每個無線AP信號向量強(qiáng)度。其中，每個無線AP信號向量包括SSID、MAC地址。

S0.2，均勻選擇若干個參考點作為參考定位點，將每個參考定位點的無線接入點信號向量強(qiáng)度存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例中，根據(jù)室內(nèi)情況，在橫向、縱向按距離均勻選擇M個參考點作為參考定位點。

S2，當(dāng)Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

步驟S2具體包含如下步驟：

S2.1在采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中，具體包含：

S2.1.1，將當(dāng)前位置的Wi-Fi信號強(qiáng)度與后臺數(shù)據(jù)庫中的每個參考定位點的接入點信號向量強(qiáng)度進(jìn)行比對并計算匹配程度。

本實施例中，實時收集當(dāng)前位置接受到的信號強(qiáng)度，即無線AP信號向量強(qiáng)度信息；將其和后臺數(shù)據(jù)庫中的所有參考定位點的無線AP信號向量強(qiáng)度進(jìn)行比對。

S2.1.2，根據(jù)匹配程度選取排名前K位的K個參考定位點，采用卡爾曼濾波算法計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

S2.1.3，將當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例中：

首先，主動搜索室內(nèi)附近的無線AP信號向量，并將收集到的無線AP信號向量強(qiáng)度保存到后臺數(shù)據(jù)庫中。

其次，在參考定位點表中掃描，找到最近似的K個參考定位點，掃描找點的過程中，需要對比當(dāng)前位置的向量強(qiáng)度和參考定位點的向量強(qiáng)度值，具體的衡量公式為：

由此公式計算得到的D_i即為待測點(當(dāng)前位置)和第i個參考定位點的距離，可見我們將會得到M個這樣的距離，并從中選取前K個最小距離的參考定位點。

通常，q＝2時的效果最佳，因此q通常選取為2，公式則可表示為：

其中，(x_i,y_i)為第i個參考定位點的坐標(biāo)，為測得的當(dāng)前位置的坐標(biāo)。

得到室內(nèi)定位的初步結(jié)果后，卡爾曼濾波子線程將對結(jié)果進(jìn)行濾波，提升準(zhǔn)確性。

假設(shè)系統(tǒng)模型為x(n+1)＝Ax(n)+Bu(n+1)+w(n+1)，系統(tǒng)的測量值z(n+1)＝Hx(n+1)+v(n+1)，其中w(n)和v(n)是高斯白噪聲，協(xié)方差分別為p(w)和p(v)。

在本系統(tǒng)中，x(n)可以表示為(x_n,y_n,v_x,v_y)；A作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，具體可以表示為如下形式：

u(n+1)作為當(dāng)前狀態(tài)控制量，可以選擇為0，認(rèn)為沒有控制量；

H作為測量系統(tǒng)的參數(shù)，具體可以表示為如下形式：

由于本系統(tǒng)采取的是K近鄰法，因此

如果，現(xiàn)在系統(tǒng)狀態(tài)為n+1，根據(jù)系統(tǒng)模型，由公式計算得到n+1時刻的預(yù)測值其中為上一時刻的最優(yōu)估計定位結(jié)果。

計算得到當(dāng)前狀態(tài)的協(xié)方差p(n+1|n)＝Ap(n|n)A′+p(w)；

當(dāng)前的測量值為z(n+1)，結(jié)合上述兩個步驟中的預(yù)測值計算得到卡爾曼增益Kg(n+1)＝p(n+1|n)H′/(Hp(n+1|n)H′+p(v))；

得到當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)估計

為了確保卡爾曼濾波能夠不斷運行，更新n+1狀態(tài)下的協(xié)方差p(n+1|n+1)＝(E-Kg(n+1)H)p(n+1|n)。

經(jīng)過卡爾曼濾波后，室內(nèi)外定位的結(jié)果則更加精準(zhǔn)。

S2.2，在采用室外模式對當(dāng)前位置進(jìn)行定位的步驟中，具體包含：

當(dāng)僅接收到當(dāng)前位置的GPS信號時，采用卡爾曼濾波算法將GPS信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫；或

當(dāng)僅接收到當(dāng)前位置的北斗定位信號時，采用卡爾曼濾波算法將北斗定位信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫；或

當(dāng)接收到當(dāng)前位置的北斗定位信號以及當(dāng)前位置的GPS信號時；當(dāng)北斗定位信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量多于GPS信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量時，采用卡爾曼濾波算法將北斗定位信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則，采用卡爾曼濾波算法將GPS信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例中：

得到室外定位的初步結(jié)果后，卡爾曼濾波子線程將對結(jié)果進(jìn)行濾波，提升準(zhǔn)確性。

假設(shè)系統(tǒng)模型為x(n+1)＝Ax(n)+Bu(n+1)+w(n+1)，系統(tǒng)的測量值z(n+1)＝Hx(n+1)+v(n+1)，其中w(n)和v(n)是高斯白噪聲，協(xié)方差分別為p(w)和p(v)。

在本系統(tǒng)中，x(n)可以表示為(x_n,y_n,v_x,v_y)；A作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，具體可以表示為如下形式：

u(n+1)作為當(dāng)前狀態(tài)控制量，可以選擇為0，認(rèn)為沒有控制量；

H作為測量系統(tǒng)的參數(shù)，具體可以表示為如下形式：

由于本系統(tǒng)采取的是K近鄰法，因此

如果，現(xiàn)在系統(tǒng)狀態(tài)為n+1，根據(jù)系統(tǒng)模型，由公式計算得到n+1時刻的預(yù)測值其中為上一時刻的最優(yōu)估計定位結(jié)果。

計算得到當(dāng)前狀態(tài)的協(xié)方差p(n+1|n)＝Ap(n|n)A′+p(w)；

當(dāng)前的測量值為z(n+1)，結(jié)合上述兩個步驟中的預(yù)測值計算得到卡爾曼增益Kg(n+1)＝p(n+1|n)H′/(Hp(n+1|n)H′+p(v))；

得到當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)估計

為了確?？柭鼮V波能夠不斷運行，更新n+1狀態(tài)下的協(xié)方差p(n+1|n+1)＝(E-Kg(n+1)H)p(n+1|n)。

經(jīng)過卡爾曼濾波后，室內(nèi)外定位的結(jié)果則更加精準(zhǔn)。

本實施例公開的室內(nèi)外無縫定位方法，滿足兼有室內(nèi)外的定位需求。室內(nèi)定位時選擇Wi-Fi信號進(jìn)行定位，特別適用于已有Wi-Fi覆蓋、布置有一定數(shù)量路由器的室內(nèi)場所。在室外定位時，采用北斗定位信號、GPS信號，確保室外定位的不間斷性。本實施例在得到初步定位結(jié)果后，采用卡爾曼濾波算法實現(xiàn)當(dāng)前位置的最優(yōu)估計，提高了定位的準(zhǔn)確性。

實施例3

如圖2所示，一種室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)包括：位置服務(wù)終端、位置服務(wù)平臺2。其中：

位置服務(wù)終端被配置為定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)。位置服務(wù)平臺2被配置為當(dāng)Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

本實施例中，定位數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、當(dāng)前位置的GPS信號和/或當(dāng)前位置的北斗定位信號。

本實施例公開的一種室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)，位置服務(wù)終端用于提供待定位的位置信息，位置服務(wù)平臺能夠根據(jù)位置信息確定采用室內(nèi)模式或室外模式處理位置信息，得到最終的定位結(jié)果。本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)室外定位精度可到10m，室內(nèi)定位精度為3m。

實施例4

如圖2所示，一種室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)，系統(tǒng)包括：位置服務(wù)終端、位置服務(wù)平臺2。其中：

位置服務(wù)終端被配置為定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)。位置服務(wù)平臺2被配置為當(dāng)Wi-Fi信號的信號強(qiáng)度超過設(shè)定閾值時，采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)；否則將采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

本實施例中，定位數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前位置的Wi-Fi信號、當(dāng)前位置的GPS信號和/或當(dāng)前位置的北斗定位信號。

本實施例中，定位數(shù)據(jù)包含當(dāng)前位置的經(jīng)緯度信息、高度信息等。

本實施例中，位置服務(wù)終端包括：Wi-Fi模塊11、北斗模塊12、GPS模塊13、接口轉(zhuǎn)換模塊14以及電源模塊15。其中：

Wi-Fi模塊11用于定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的Wi-Fi信號。北斗模塊12用于定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的GPS信號。GPS模塊13用于定位當(dāng)前位置，生成當(dāng)前位置的北斗定位信號。接口轉(zhuǎn)換模塊14將定位數(shù)據(jù)發(fā)送至位置服務(wù)平臺2；電源模塊15為北斗模塊12、GPS模塊13、Wi-Fi模塊11以及接口轉(zhuǎn)換模塊14提供工作電源。

當(dāng)室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時，位置服務(wù)終端上電，并通過接口轉(zhuǎn)換模塊14與位置服務(wù)平臺2建立連接；并經(jīng)過串口檢測、初始化后，實現(xiàn)室內(nèi)外無縫定位。

本實施例中，在位置服務(wù)終端被配置為定位當(dāng)前位置，生成定位數(shù)據(jù)之前；位置服務(wù)平臺2還用于建立后臺數(shù)據(jù)庫。后臺數(shù)據(jù)庫存儲至少一個建筑物室內(nèi)以及附近的所有參考點的無線接入點信號向量強(qiáng)度。進(jìn)一步，位置服務(wù)平臺2用于均勻選擇若干個參考點作為參考定位點，將每個參考定位點的無線接入點信號向量強(qiáng)度存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例中，在位置服務(wù)平臺2采用室內(nèi)模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中，具體包含：

位置服務(wù)平臺2將當(dāng)前位置的Wi-Fi信號強(qiáng)度與后臺數(shù)據(jù)庫中的每個參考定位點的無線接入點信號向量強(qiáng)度進(jìn)行比對并計算匹配程度。

位置服務(wù)平臺2根據(jù)匹配程度選取排名前K位的K個參考定位點，采用卡爾曼濾波算法計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)。

將當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例中，在位置服務(wù)平臺2采用室外模式計算當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)的步驟中，具體包含：

當(dāng)僅接收到當(dāng)前位置的GPS信號時，位置服務(wù)平臺2將GPS信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫；或

當(dāng)僅接收到當(dāng)前位置的北斗定位信號時，位置服務(wù)平臺2將北斗定位信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫；或

當(dāng)接收到當(dāng)前位置的北斗定位信號以及當(dāng)前位置的GPS信號時；當(dāng)北斗定位信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量多于GPS信號對應(yīng)的接收衛(wèi)星數(shù)量時，位置服務(wù)平臺2將北斗定位信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫；否則，位置服務(wù)平臺2將GPS信號處理為當(dāng)前位置的定位坐標(biāo)，并存入后臺數(shù)據(jù)庫。

本實施例公開的一種室內(nèi)外無縫定位系統(tǒng)，在對已接收的室內(nèi)或室外定位數(shù)據(jù)進(jìn)行處理中，具體如下：

首先，主動搜索室內(nèi)以及附近的無線AP信號向量，并將收集到的無線AP信號向量強(qiáng)度保存到后臺數(shù)據(jù)庫中。

其次，在參考定位點表中掃描，找到最近似的K個參考定位點，掃描找點的過程中，需要對比當(dāng)前位置的向量強(qiáng)度和參考定位點的向量強(qiáng)度值，具體的衡量公式為：

由此公式計算得到的D_i即為待測點(當(dāng)前位置)和第i個參考定位點的距離，可見我們將會得到M個這樣的距離，并從中選取前K個最小距離的參考定位點。

通常，q＝2時的效果最佳，因此q通常選取為2，公式則可表示為：

其中，(x_i,y_i)為第i個參考定位點的坐標(biāo)，為測得的當(dāng)前位置的坐標(biāo)。

得到室外或室內(nèi)定位的初步結(jié)果后，卡爾曼濾波子線程將對結(jié)果進(jìn)行濾波，提升準(zhǔn)確性。

假設(shè)系統(tǒng)模型為x(n+1)＝Ax(n)+Bu(n+1)+w(n+1)，系統(tǒng)的測量值z(n+1)＝Hx(n+1)+v(n+1)，其中w(n)和v(n)是高斯白噪聲，協(xié)方差分別為p(w)和p(v)。

在本系統(tǒng)中，x(n)可以表示為(x_n,y_n,v_x,v_y)；A作為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，具體可以表示為如下形式：

u(n+1)作為當(dāng)前狀態(tài)控制量，可以選擇為0，認(rèn)為沒有控制量；

H作為測量系統(tǒng)的參數(shù)，具體可以表示為如下形式：

由于本系統(tǒng)采取的是K近鄰法，因此

如果，現(xiàn)在系統(tǒng)狀態(tài)為n+1，根據(jù)系統(tǒng)模型，由公式計算得到n+1時刻的預(yù)測值其中為上一時刻的最優(yōu)估計定位結(jié)果。

計算得到當(dāng)前狀態(tài)的協(xié)方差p(n+1|n)＝Ap(n|n)A′+p(w)；

當(dāng)前的測量值為z(n+1)，結(jié)合上述兩個步驟中的預(yù)測值計算得到卡爾曼增益Kg(n+1)＝p(n+1|n)H′/(Hp(n+1|n)H′+p(v))；

得到當(dāng)前狀態(tài)下的最優(yōu)估計

為了確?？柭鼮V波能夠不斷運行，更新n+1狀態(tài)下的協(xié)方差p(n+1|n+1)＝(E-Kg(n+1)H)p(n+1|n)。

經(jīng)過卡爾曼濾波后，室內(nèi)外定位的結(jié)果則更加精準(zhǔn)。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實質(zhì)的前提下，可以對這些實施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。