本發(fā)明涉及移動(dòng)設(shè)備室內(nèi)定位方法，具體涉及一種基于NFC、磁場(chǎng)感應(yīng)器、加速度感應(yīng)器的室內(nèi)定位方法。

背景技術(shù)：

在室內(nèi)環(huán)境無(wú)法使用衛(wèi)星定位時(shí)，使用室內(nèi)定位技術(shù)作為衛(wèi)星定位的輔助定位，解決衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)地面時(shí)較弱、不能穿透建筑物的問(wèn)題，最終定位物體當(dāng)前所處的位置。室內(nèi)定位是指在室內(nèi)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)位置定位，主要采用無(wú)線通訊、、藍(lán)牙、紅外線、RFID、ZigBee和超聲波等多種技術(shù)集成形成一套室內(nèi)位置定位體系，從而實(shí)現(xiàn)人員、物體等在室內(nèi)空間中的位置監(jiān)控。基于無(wú)線通訊、基站定位的室內(nèi)定位方式精度相對(duì)較低，基于RFID、ZigBee等技術(shù)的室內(nèi)定位技術(shù)，可以滿足用戶(hù)靜態(tài)的室內(nèi)高精度定位，但是對(duì)動(dòng)態(tài)的室內(nèi)定位非常困難。

本發(fā)明中涉及到的名詞解釋。

NFC(Near Field Communication，NFC)近場(chǎng)通信技術(shù)是由非接觸式射頻識(shí)別(RFID)及互聯(lián)互通技術(shù)整合演變而來(lái)，在單一芯片上結(jié)合感應(yīng)式讀卡器、感應(yīng)式卡片和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的功能，能在短距離內(nèi)與兼容設(shè)備進(jìn)行識(shí)別和數(shù)據(jù)交換，NFC采用主動(dòng)和被動(dòng)兩種讀取模式。

方向感應(yīng)器是通過(guò)對(duì)力敏感的傳感器，感受手機(jī)在變換姿勢(shì)時(shí)，重心的變化，使手機(jī)光標(biāo)變化位置從而實(shí)現(xiàn)選擇的功能。手機(jī)重力感應(yīng)技術(shù)：利用壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是是測(cè)量?jī)?nèi)部一片重物(重物和壓電片做成一體)重力正交兩個(gè)方向的分力大小，來(lái)判定水平方向，目前方向感應(yīng)器已經(jīng)在移動(dòng)設(shè)備設(shè)備中得到了廣泛的使用。

GeoServer是OpenGIS Web服務(wù)器規(guī)范的J2EE實(shí)現(xiàn)，利用GeoServer可以方便的發(fā)布地圖數(shù)據(jù)，允許用戶(hù)對(duì)特征數(shù)據(jù)進(jìn)行更新、刪除、插入操作，通過(guò)GeoServer可以比較容易的在用戶(hù)之間迅速共享空間地理信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種新的基于NFC芯片、磁場(chǎng)感應(yīng)器、加速度感應(yīng)器的室內(nèi)定位方法。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

移動(dòng)設(shè)備室內(nèi)定位方法，包括如下步驟：

步驟1：GeoServer發(fā)布地圖服務(wù)，并建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，；

步驟2：移動(dòng)設(shè)備通過(guò)NFC芯片獲取位置指紋信息，初始化用戶(hù)位置；

步驟3：移動(dòng)設(shè)備傳感器獲取用戶(hù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)計(jì)算用戶(hù)位置；

步驟4：將用戶(hù)實(shí)時(shí)位置顯示在瓦片地圖當(dāng)中，以定位用戶(hù)所在位置。

上述方案中，各步驟可采用如下具體實(shí)現(xiàn)方式：

所述的步驟1)具體包括：

1.1)寫(xiě)入指紋數(shù)據(jù)Tag到NFC芯片中，Tag作為指紋標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)符，用于表征指紋標(biāo)簽的唯一元素，并且不記錄任何位置信息；

1.2)在室內(nèi)場(chǎng)景下，布設(shè)指紋標(biāo)簽；

1.3)通過(guò)GeoServer發(fā)布室內(nèi)地圖，并對(duì)布設(shè)的指紋標(biāo)簽進(jìn)行采樣，獲取到所布設(shè)的指紋標(biāo)簽的坐標(biāo)位置(λ_A，l_A)；

1.4)建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，并在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)聯(lián)指紋數(shù)據(jù)Tag和坐標(biāo)數(shù)據(jù)(λ_A，l_A)。

所述的步驟2)具體包括：

2.1)移動(dòng)設(shè)備觸碰NFC標(biāo)簽，接收并解析標(biāo)簽中的位置指紋數(shù)據(jù)，得到該標(biāo)簽的位置指紋數(shù)據(jù)Tag；

2.2)移動(dòng)設(shè)備向服務(wù)器端發(fā)送帶有Tag信息的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

2.3)服務(wù)器接收客戶(hù)端請(qǐng)求后，在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)唯一標(biāo)識(shí)的Tag信息，查詢(xún)檢索到該指紋標(biāo)簽在室內(nèi)場(chǎng)景下的位置(λ_A，l_A)，并將該數(shù)據(jù)返回客戶(hù)端；

2.4)客戶(hù)端接收服務(wù)器傳回的帶有位置信息的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，解析生成初始化用戶(hù)初始坐標(biāo)。

所述的步驟3)包括：。

3.1)移動(dòng)設(shè)備通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)器和加速度感應(yīng)器獲取到用戶(hù)在上下、左右、前后的變化方向，取傳感器獲取到的前后變化方向Value[0]；

3.2)根據(jù)Value[0]判斷用戶(hù)行走方向θ；

3.3)記錄起算時(shí)間t₁，獲取當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)時(shí)間t₂，加速度傳感器沿手機(jī)前進(jìn)方向的加速度為a，通過(guò)二次積分法計(jì)算t₁、t₂時(shí)間內(nèi)用戶(hù)行走距離S；

3.4)根據(jù)用戶(hù)上一坐標(biāo)(λ_A，l_A)和用戶(hù)行走方向(θ)、行走距離S，通過(guò)下面公式，獲取用戶(hù)最新坐標(biāo)(λ_B，l_B)，其中l(wèi)_A＝l_B

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有有益效果：

第一，實(shí)現(xiàn)了在NFC獲取靜態(tài)高精度定位數(shù)據(jù)下，利用磁場(chǎng)感應(yīng)器、加速度感應(yīng)器的動(dòng)態(tài)室內(nèi)定位；

第二，該方法具有操作簡(jiǎn)單、便捷，工程化實(shí)施較為經(jīng)濟(jì)適用且定位精度相對(duì)較高，無(wú)需過(guò)多復(fù)雜輔助設(shè)備；

附圖說(shuō)明

圖1為移動(dòng)設(shè)備坐標(biāo)軸；y軸方向代表左右旋轉(zhuǎn)角度，x軸方向代表前后旋轉(zhuǎn)角度，z軸方向代表前后旋轉(zhuǎn)角度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

一種移動(dòng)設(shè)備室內(nèi)定位方法流程包括：

步驟1：GeoServer發(fā)布地圖服務(wù)，并建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)；具體方法如下：

1.1)寫(xiě)入指紋數(shù)據(jù)Tag到NFC芯片中，Tag作為指紋標(biāo)簽的唯一標(biāo)識(shí)符，表征指紋標(biāo)簽的唯一元素，不記錄任何位置信息，方便指紋標(biāo)簽的重復(fù)使用；

1.2)在室內(nèi)場(chǎng)景下，布設(shè)指紋標(biāo)簽；

1.3)通過(guò)GeoServer發(fā)布室內(nèi)地圖，并對(duì)布設(shè)的指紋標(biāo)簽進(jìn)行采樣，獲取到所布設(shè)的指紋標(biāo)簽的坐標(biāo)位置(λ_A，l_A)；

1.4)建立位置指紋數(shù)據(jù)庫(kù)，并在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中，關(guān)聯(lián)指紋數(shù)據(jù)Tag和坐標(biāo)數(shù)據(jù)(λ_A，l_A)；

步驟2：移動(dòng)設(shè)備通過(guò)NFC芯片獲取位置指紋信息，初始化用戶(hù)位置；具體方法如下：

2.1)移動(dòng)設(shè)備觸碰NFC標(biāo)簽，接收并解析標(biāo)簽中的位置指紋數(shù)據(jù)，得到該標(biāo)簽的位置指紋數(shù)據(jù)Tag；

2.2)移動(dòng)設(shè)備向服務(wù)器端發(fā)送帶有Tag信息的數(shù)據(jù)請(qǐng)求；

2.3)服務(wù)器接收客戶(hù)端請(qǐng)求后，在指紋數(shù)據(jù)庫(kù)中根據(jù)唯一標(biāo)識(shí)的Tag信息，查詢(xún)檢索到該指紋標(biāo)簽在室內(nèi)場(chǎng)景下的位置(λ_A，l_A)，并將該數(shù)據(jù)返回客戶(hù)端；

2.4)客戶(hù)端接收服務(wù)器傳回的帶有位置信息的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，解析生成初始化用戶(hù)初始坐標(biāo)；

步驟3：移動(dòng)設(shè)備傳感器獲取用戶(hù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)計(jì)算用戶(hù)位置；具體如下：

3.1)移動(dòng)設(shè)備通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)器和加速度感應(yīng)器獲取到用戶(hù)在上下、左右、前后的變化方向，取傳感器獲取到的前后變化方向即Z軸的角度Value[0]；

3.2)根據(jù)Value[0]判斷用戶(hù)行走方向θ(Value[0]的數(shù)據(jù)范圍為[-180,180]，0表示正北，90表示正東，180/-180表示正南，-90表示正西)；

3.3)獲取用戶(hù)行走距離S。記錄起算時(shí)間t₁，獲取當(dāng)前時(shí)刻的瞬時(shí)時(shí)間t₂，加速度傳感器y軸方向(即手機(jī)前進(jìn)方向)的加速度a，通過(guò)二次積分法計(jì)算t₁、t₂時(shí)間內(nèi)，用戶(hù)行走距離S；

3.4)根據(jù)用戶(hù)上一坐標(biāo)(λ_A，l_A)和用戶(hù)行走方向(θ)、行走距離S，通過(guò)下面公式，獲取用戶(hù)最新坐標(biāo)(λ_B，l_B)，其中l(wèi)_A＝l_B。(λ_B，l_B)可根據(jù)幾何關(guān)系進(jìn)行求解，一種解法如下：

M為最新坐標(biāo)與原點(diǎn)的距離。

步驟4：將用戶(hù)實(shí)時(shí)位置顯示在瓦片地圖當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)定位。