專利名稱：室內(nèi)精確定位系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種室內(nèi)定位系統(tǒng)和實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
目前，以全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System, GPS)為代表的定位服務已 廣泛應用在許多領(lǐng)域。但是，由于建筑的屏蔽效應，在室內(nèi)環(huán)境中沒有GPS信號或信號很 弱，因此無法利用GPS信號進行定位。申請?zhí)枮?00810032837. 9，
公開日為2009年7月29日，公開號為CN101493510A 的發(fā)明專利申請公開了一種室內(nèi)定位系統(tǒng)和方法，該室內(nèi)定位系統(tǒng)需要包含一個手持設(shè)備 和一個以上的無線發(fā)射設(shè)備。在具有多個樓層的室內(nèi)環(huán)境中，無線發(fā)射設(shè)備分別設(shè)置在多 個樓層內(nèi)，且分別發(fā)射不同的樓層識別信號。當手持設(shè)備位于多個樓層其中之一時，接收該 樓層的樓層識別信號，從而判斷出所處的樓層，并據(jù)此顯示該樓層的地圖。另外如果要能定 位到某個樓層上的具體位置，還需要包括一定位信號發(fā)射設(shè)備，手持設(shè)備根據(jù)接收的定位 信息計算出該手持設(shè)備所在的平面坐標，從而計算出該手持設(shè)備在該樓層地圖上的位置。 這個室內(nèi)定位系統(tǒng)的缺點在于必須要在需要的每個樓層內(nèi)部都架設(shè)至少一個無線發(fā)射設(shè) 備和定位信號發(fā)射設(shè)備，成本較高，實際操作難度大，而且在一些特殊狀況下，比如火災、斷 電情況時，無線發(fā)射設(shè)備無法工作，則不能實現(xiàn)定位。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種室內(nèi)精確定位的系統(tǒng)和方法，應用于具有多個樓層的室 內(nèi)環(huán)境中，不需要在室內(nèi)預先架設(shè)任何無線發(fā)射設(shè)備和定位信號發(fā)射設(shè)備，實現(xiàn)無GPS信 號的具有多個樓層的室內(nèi)環(huán)境的精確定位，成本較低。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，包括一個含有存儲模塊、無線通信 模塊、顯示模塊、處理模塊、輸入模塊和GPS模塊的移動終端，所述存儲模塊連接處理模塊， 用于存儲至少一張樓層地圖；所述無線通信模塊連接處理模塊，通過無線網(wǎng)絡(luò)和后臺服務 器通信；顯示模塊連接所述處理模塊，顯示樓層地圖和移動終端在該樓層地圖上的具體位 置；所述移動終端還包括和處理模塊分別連接的一個氣壓傳感器模塊，采集氣壓信息，并傳輸給處理模塊；—個電子羅盤模塊，采集二維平面方位信息，并傳輸給處理模塊；和一個電子計步器模塊，累計移動終端移動的步數(shù)，并傳輸給處理模塊。進一步的，所述處理模塊在GPS信號消失時控制存儲模塊存儲作為起點坐標的移 動終端的位置信息，并發(fā)送啟動信號給氣壓傳感器模塊、電子羅盤模塊和電子計步器模塊。更進一步的，所述移動終端傳輸給后臺服務器的數(shù)據(jù)包括起點坐標信息、氣壓信 息、二維平面方位信息、移動的步數(shù)信息和通過輸入模塊輸入的用戶個人信息。更進一步的，所述用戶個人信息包括每移動一步的距離或者用戶的年齡、身高、體 重信息。
本發(fā)明還提出了一種室內(nèi)精確定位的方法，包括如下步驟步驟Sl 在移動終端有GPS信號時，依靠GPS信號進行定位；步驟S2 在GPS信號消失時刻，移動終端記錄當前位置信息作為起點坐標，移動終 端中的氣壓傳感器模塊、電子羅盤模塊和電子計步器模塊開始工作；步驟S3 移動終端將起點坐標信息、實時氣壓信息、實時二維平面方位信息、實時 移動的步數(shù)信息傳輸給后臺服務器；步驟S4:后臺服務器根據(jù)實時氣壓信息計算出樓層，并反饋給移動終端，移動終 端顯示樓層地圖信息；步驟S5 后臺服務器根據(jù)起點坐標、二維平面方位信息、移動的步數(shù)計算出所在 樓層的具體位置，并將位置信息發(fā)送給移動終端顯示。進一步的，步驟S4還包括若移動終端上未存儲有該樓層地圖，移動終端給后臺 服務器發(fā)送傳輸命令，由后臺服務器將該樓層地圖數(shù)據(jù)傳輸給移動終端存儲并顯示。進一步的，本方法還包括通過移動終端輸入用于計算具體位置的用戶個人信息， 并傳輸給后臺服務器的步驟。本發(fā)明的優(yōu)點是本室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，不需要在室內(nèi)預先架設(shè)任何無線發(fā)射設(shè) 備和定位信號發(fā)射設(shè)備，成本較低，不僅能定位到具有多個樓層的室內(nèi)環(huán)境中的某一具體 樓層，并且能精確定位到該樓層上的某一具體位置，精確度較高。


下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述圖1為室內(nèi)精確定位系統(tǒng)的通信結(jié)構(gòu)圖；圖2為室內(nèi)精確定位方法的流程圖。其中1移動終端；10存儲模塊；11無線通信模塊；12顯示模塊；13處理模塊；14 輸入模塊；15GPS模塊；16氣壓傳感器模塊；17電子羅盤模塊；18電子計步器模塊；2無線 網(wǎng)絡(luò)；3后臺服務器。
具體實施例方式實施例如圖1所示的室內(nèi)精確定位系統(tǒng)的移動終端1，含有處理模塊13和與處 理模塊13分別連接的存儲模塊10、無線通信模塊11、顯示模塊12、輸入模塊14、GPS模塊 15、氣壓傳感器模塊16、電子羅盤模塊17和電子計步器模塊18。移動終端1的存儲模塊10 用于存儲至少一張樓層地圖；無線通信模塊11通過無線網(wǎng)絡(luò)2和后臺服務器3通信；顯示 模塊12顯示當前樓層地圖和實時顯示移動終端在該樓層地圖上的具體位置；輸入模塊14 可用于預先設(shè)置移動終端用戶的個人信息，比如用戶每一步移動的距離，或者用戶的年齡、 身高、體重等；GPS模塊15用于接收GPS定位信號。氣壓傳感器模塊16，采集空氣大氣壓信 息，并傳輸給處理模塊13 ；電子羅盤模塊17，也叫數(shù)字羅盤，采集二維平面方位信息，并傳 輸給處理模塊13 ；電子計步器模塊18，從移動終端1失去GPS信號時開始工作，計算移動終 端移動的步數(shù)，并傳輸給處理模塊13。氣壓傳感器模塊16、電子羅盤模塊17、電子計步器模 塊18的工作啟動信號均來自處理模塊13。本室內(nèi)精確定位系統(tǒng)的具體工作步驟即室內(nèi)精確定位的方法如下
當移動終端1處在有GPS信號的地方時，GPS模塊15接收到GPS信號，由GPS信 號來進行定位。當移動終端1從室外進入室內(nèi)時，GPS信號消失，在此時刻，處理模塊13控 制存儲模塊10存儲此時的位置信息作為起點坐標，并同時發(fā)送啟動信號給氣壓傳感器模 塊16、電子羅盤模塊17和電子計步器模塊18，使這三個模塊開始工作。由于相鄰樓層間一般相隔3-4米，不同樓層的大氣壓都不同，因此可以根據(jù)氣壓 的不同確定所在的樓層位置。氣壓傳感器模塊16測量當前位置的氣壓信息，并將電信號傳 輸給處理模塊13。目前的氣壓傳感器模塊已可以達到1.5Pa的分辨率。電子羅盤模塊17 測量平面二維的角度方位信息，目前電子羅盤可達到1度的角度分辨率。處理模塊13將從輸入模塊輸入的用戶預先設(shè)定的個人信息、從起點坐標開始移 動的實時步數(shù)、起點坐標信息、實時氣壓信息和二維平面方位信息一同通過無線通信模塊 11無線傳輸給后臺服務器3。
后臺服務器3包括信息庫，通過查閱信息庫中的氣壓信息，判斷出移動終端1所在 的樓層，并將樓層信息無線傳輸給移動終端1。若移動終端上已存儲有該樓層的地圖，則直 接在顯示模塊顯示。若移動終端上未存儲有該樓層地圖，移動終端給后臺服務器發(fā)送傳輸 命令，由后臺服務器將該樓層地圖數(shù)據(jù)傳輸給移動終端，在處理模塊13的控制下將地圖存 儲于存儲模塊10，且通過顯示模塊12顯示給用戶。后臺服務器3通過用戶預先設(shè)定的個人信息、移動的步數(shù)、起點坐標信息和二維 平面方位信息可以確定移動終端在該樓層地圖上的具體位置。用戶預先設(shè)定的個人信息可 以為直接設(shè)定的每一步移動的距離，也可以為用戶個人的年齡、身高、體重等信息，由后臺 服務器根據(jù)這些參數(shù)，查詢信息庫，得出一般用戶每一步移動的距離信息。后臺服務器3將 計算出的位置信息也發(fā)送給移動終端，并通過顯示模塊12在樓層地圖上實時顯示用于的 當前位置，用戶從而可以看到目前移動終端所處樓層地圖和在樓層地圖上的精確位置。以上所述，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并不能以此限定本發(fā)明實施的范圍，凡依本 發(fā)明權(quán)利要求及說明書內(nèi)容所作的簡單的變換，皆應仍屬于本發(fā)明覆蓋的保護范圍。
權(quán)利要求
一種室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，其特征在于包括一個含有存儲模塊(10)、無線通信模塊(11)、顯示模塊(12)、處理模塊(13)、輸入模塊(14)和GPS模塊(15)的移動終端(1)，所述存儲模塊(10)連接處理模塊(13)，用于存儲至少一張樓層地圖；所述無線通信模塊(11)連接處理模塊(13)，通過無線網(wǎng)絡(luò)(2)和后臺服務器(3)通信；顯示模塊(12)連接所述處理模塊(13)，顯示樓層地圖和移動終端(1)在該樓層地圖上的具體位置；所述移動終端(1)還包括和處理模塊(13)分別連接的一個氣壓傳感器模塊(16)，采集氣壓信息，并傳輸給處理模塊(13)；一個電子羅盤模塊(17)，采集二維平面方位信息，并傳輸給處理模塊(13)；和一個電子計步器模塊(18)，累計移動終端(1)移動的步數(shù)，并傳輸給處理模塊(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，其特征在于所述處理模塊(13)在 GPS信號消失時控制存儲模塊(10)存儲作為起點坐標的移動終端(1)的位置信息，并發(fā)送 啟動信號給氣壓傳感器模塊(16)、電子羅盤模塊(17)和電子計步器模塊(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，其特征在于所述移動終端(1)傳輸 給后臺服務器(3)的數(shù)據(jù)包括起點坐標信息、氣壓信息、二維平面方位信息、移動的步數(shù)信 息和通過輸入模塊(14)輸入的用戶個人信息。
4.根據(jù)權(quán)利要求3中所述的室內(nèi)精確定位系統(tǒng)，其特征在于所述用戶個人信息包括 每移動一步的距離或者用戶的年齡、身高、體重信息。
5.一種室內(nèi)精確定位的方法，其特征在于包括如下步驟步驟Sl 在移動終端(1)有GPS信號時，依靠GPS信號進行定位；步驟S2 在GPS信號消失時刻，移動終端(1)記錄當前位置信息作為起點坐標，移動終 端(1)中的氣壓傳感器模塊(16)、電子羅盤模塊(17)和電子計步器模塊(18)開始工作；步驟S3 移動終端(1)將起點坐標信息、實時氣壓信息、實時二維平面方位信息、實時 移動的步數(shù)信息傳輸給后臺服務器(3)；步驟S4:后臺服務器(3)根據(jù)實時氣壓信息計算出樓層，并反饋給移動終端(1)，移動 終端(1)顯示樓層地圖信息；步驟S5 后臺服務器(3)根據(jù)起點坐標、二維平面方位信息、移動的步數(shù)計算出所在樓 層的具體位置，并將位置信息發(fā)送給移動終端(1)顯示。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的室內(nèi)精確定位的方法，其特征在于步驟S4還包括若移動 終端(1)上未存儲有該樓層地圖，移動終端(1)給后臺服務器(3)發(fā)送傳輸命令，由后臺服 務器(3)將該樓層地圖數(shù)據(jù)傳輸給移動終端(1)存儲并顯示。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的室內(nèi)精確定位的方法，其特征在于還包括通過移動終端 (1)輸入用于計算具體位置的用戶個人信息，并傳輸給后臺服務器(3)的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種室內(nèi)精確定位系統(tǒng)和方法，在現(xiàn)有利用GPS定位的移動終端的基礎(chǔ)上添加氣壓傳感器模塊、電子羅盤模塊和電子計步器模塊，移動終端將GPS信號消失時的起點坐標信息、以及實時氣壓信息、二維平面方位信息和移動的步數(shù)信息通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸給后臺服務器，在后臺服務器計算得到移動終端所處的樓層和位置信息，并通過移動終端顯示樓層地圖和具體位置。本發(fā)明不需要在室內(nèi)預先架設(shè)任何無線發(fā)射設(shè)備和定位信號發(fā)射設(shè)備，不僅能定位到具有多個樓層的室內(nèi)環(huán)境中的某一具體樓層，并且能精確定位到該樓層上的某一具體位置，定位精度高、成本較低，實用性強。
文檔編號G01S5/02GK101846736SQ20101016949
公開日2010年9月29日 申請日期2010年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月12日
發(fā)明者鄒平 申請人:蘇州位置科技有限公司