首页 / 定位方法及终端

定位方法及终端无效专利 发明

技术领域

[0001] 本发明涉及定位导航技术领域,尤其涉及一种定位方法及终端。

相关背景技术

[0002] 无线电定位导航技术在商业领域已经得到广泛应用,主要包括卫星定位技术,例如全球卫星定位系统(Global Positioning System,GPS),基站定位技术,例如在3GPP(3rd Generation Partnership Project,第三代合作伙伴)组织推出的LCS(Location Service)和LPP(LTE Positioning Protocol)或者IEEE802.16e/m推出的LBS(Location-Based Service),基于无线局域网或个人网的无线定位技术,例如WIFI(Wireless Fidelity,无线宽带)、蓝牙、红外线定位技术等,以及射频标识(Radio Frequency Identification,RFID)定位技术。这些定位技术已在人们日常生活中广泛被使用,定位技术通常与导航服务相结合,因而又被称为导航定位技术,提供相应服务的系统称为导航定位系统。
[0003] 通常定位服务具有两种系统结构,一种是需要定位服务的用户(其使用的设备可称为用户设备)对其自身进行定位(目标终端即用户设备);另一种是用户设备通过服务网络请求目标终端的位置。通常,没有基站通信能力的终端只能使用前一种系统结构,即只能提供对自身进行定位的服务;而具有基站通信能力的终端则既可以提供对自身进行定位,也可以为其它用户终端提供定位服务。
[0004] 以卫星定位系统和基站定位系统为代表的无线定位系统采用无线电波进行定位,其可以给出目标物体的高度以及水平面的位置(例如用坐标表示,典型的水平坐标由经度和纬度构成)。对高度以及水平面定位的精度受定位技术的约束,一般来说,采用GPS卫星定位技术,对室外物体进行定位的精度大约是10米,采用基站定位技术对室外物体进行定位其定高精度大约是50米。
[0005] 而无线电波在传播中信号会发生衰落,在遇到障碍物的时候也会发生反射、折射。当无线电波在室内传播时,这时候无线信号常碰到墙体等障碍物,穿透的信号会发生明显的衰减和折射,在被墙体反射的时候,路径会明显的改变。因而,使用卫星或基站发出的无线信号进行定位时,由于无线信号的衰减、反射和折射,会导致接收机(例如手机)无法正常地接收到信号,而接收到信号也可能信号到达的时间比无障碍的情况下更迟,也就是说信号很可能通过反射、折射等更长的路径到达接收机,而且同一发射机的信号可能经多条路径到达接收机,这些会导致发射机与接收机之间的距离难以被准确地估计,从而导致定位精度的大幅下降。不仅如此,室内定位对精度的要求也远高于室外定位,通常,室外定位精度在10米左右就可以满足像导航这类典型应用的需要,然而,室内定位必须定位到具体的楼层(精度小于3米),进而定位到具体的房间,才能满足导航等应用的需要。而实际上,即使采用一些更先进的定位方法,例如将GPS和基站定位结合起来进行联合定位的A-GPS(Assisted GPS,辅助GPS)方法,其室内定位精度也只是在20~50米范围,远远不能满足室内导航定位的需要。

具体实施方式

[0046] 本发明实施例解决方案主要是通过使用气压式高度计或气压计对终端进行室内高度定位和/或结合高度定位的结果对终端进行水平定位,以提高终端室内定位精度。
[0047] 随着导航定位应用的广泛普及,人们越来越希望在生活中的各种场合下都能使用导航定位服务。例如,人们经常会遇到在地下停车场找不到自己的汽车,在商业大楼中找不到想去的品牌店,在办公大楼内找不到要去的部门办公室的情况,而这些场合都需要用到室内导航定位服务。现有的带有导航定位功能的终端普遍是基于卫星定位技术或者基站定位技术的,由于这两种定位技术都使用无线电信号进行定位,而无线电信号在遇到障碍物时所产生的反射、折射、衰减现象会显著地降低无线电定位的精度。因而,现有的带有导航定位功能的终端通常只能实现在室外的导航定位服务,而当用户进入室内时,过低的定位精度无法满足室内导航定位的精度要求。
[0048] 从室内导航定位服务的精度要求来看,室内导航定位服务不同于室外的导航定位服务,其主要差别在于,室内导航定位服务对高度定位的要求明显高于对水平面定位的要求,在建筑物内,通常高度相差3米则意味着相差1层楼,而相差1层楼则终端显示的楼层地图完全不同,由此将造成用户体验度下降,而在水平面定位方面,即便相差3米甚至10米,用户通过终端上显示的该楼层的地图即能大概知道自己的位置,不至于过于影响导航服务。此外,在室内导航定位服务中,对高度定位的反应速度要求也高于对水平面定位的反应速度要求。基于以上的分析,本发明实施例提出分别使用两种定位方式进行高度定位和水平面定位的方法,以解决室内导航定位服务中对高度和对水平面定位的精度和定位延迟时间要求不同的问题,在提高定位精度的同时,降低定位延迟的时间,以改善室内导航定位的用户体验度。
[0049] 如图1所示,本发明一实施例提出一种定位方法,包括:
[0050] 步骤S101,判断终端是否处于室内环境;
[0051] 判断终端是否处于室内环境的方式,可以通过终端自动选择比如自动模式,也可通过用户手动选择比如指定模式。
[0052] 当终端自动选择时,终端可以根据设定条件判断用户携带的终端处于室内还是室外环境,例如:终端可以根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来判断终端处于室内还是室外环境;终端还可以根据GPS信号的强弱来判断终端处于室内还是室外,比如在GPS信号的变弱至预定条件时,可以认为终端已经到达室内。
[0053] 当通过用户手动选择时,以手机为例,在开启手机或者开启手机的定位功能时,手机可通过显示屏提供给用户手动选择是否进入室内,用户可根据所处的环境是室内或是室外选择输入对应的终端所处环境。
[0054] 步骤S102,当终端处于室内环境时,通过第一定位方式对终端进行室内高度定位和/或通过第二定位方式对终端进行室内水平定位。
[0055] 第一定位方式包括使用气压式高度计或气压计进行高度定位;第二定位方式包括结合或不结合高度定位的结果进行水平定位。
[0056] 气压式高度计是一种采用气压式原理进行定高的设备,现有技术中,通常所说的电子高度计或数字高度计即为采用气压式原理的高度计。气压式高度计利用大气压随(海拔)高度上升而下降的规律,根据大气压与高度的函数关系,通过测定气压来反推出海拔高度或相对高度。
[0057] 当终端处于室内环境时,可以通过气压式高度计或气压计进行高度定位的第一定位方式,测量当前终端(用户)所在的高度,该测量高度可以海拔高度或者相对高度表示;另一方面,用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。结合地图和测量到的高度后,即可计算出终端所在的楼层,最后终端显示出用户所在楼层的平面地图,供用户参考。
[0058] 除了对终端进行高度定位,终端还可以通过结合高度定位的结果进行水平定位的第二定位方式对终端进行室内定位。在进行水平定位时,终端可以通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS进行水平面的定位,由于单纯的水平定位通常所需的时间长于高度定位的时间,使得水平定位结果比高度定位来得更晚,因此,可以结合高度定位的结果进行水平定位,比如,首先通过气压式高度计测量终端的高度,在终端界面上先显示所在楼层的地图(即完成了高度的定位),通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS对终端进行水平定位,在终端界面上显示其所在的楼层的某一具体位置(例如某个房间或某处走廊)的标示。
[0059] 本实施例使用气压式高度计或气压计对终端进行室内高度定位,并可采用结合高度定位的结果对终端进行水平定位,通过两种定位方式解决了室内导航定位服务中对高度和对水平面定位的精度和定位延迟时间要求不同的问题,改善了室内导航定位的用户体验,从而满足了室内导航定位等各种应用的需求。
[0060] 如图2所示,本发明另一实施例提出一种定位方法,包括:
[0061] 步骤S201,判断终端是否处于室内环境;若是,则进入步骤S202;否则,进入步骤S208;
[0062] 步骤S202,启动室内定位模式;
[0063] 在本实施例中,终端可以设定具体定位模式,比如室内定位模式和室外定位模式,终端还可设定选择室内定位模式或室外定位模式的方式,比如通过终端自动选择或通过用户手动选择,当终端从室外进入室内时或者进入室内后,用户可以手动选择打开室内定位模式/功能。当终端自动选择时,终端可以通过无线电定位方法探测到终端,并根据设定条件判断终端处于室内还是室外环境,例如:终端可以根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来判断终端处于室内还是室外环境;终端还可以根据GPS信号的强弱来判断终端处于室内还是室外,比如在GPS信号的变弱至预定条件时,可以认为终端已经到达室内。
[0064] 终端启动室内定位模式之前,可以对定位模式的参数和/或其定位结果进行初始化。当开启室内定位模式后,终端便可通过气压式高度计或气压计测量当前终端(用户)所在的高度,或者也可以通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS等进行水平面的定位或通过上述方式并结合高度定位的结果进行水平定位。
[0065] 步骤S203,对气压式高度计或气压计进行校准;
[0066] 气压式高度计具有不受复杂环境,特别是不受室内复杂环境影响的优点。然而,气压与高度的函数还受到天气因素,例如温度和湿度的影响,这些因素会造成气压式高度计的误差。此外,气压式高度计还易出现累计误差。以上这些都会给气压式高度计的定高带来误差,从而降低其精度。因此,在使用气压式高度计或气压计对终端进行高度定位之前,需要对气压式高度计或气压计进行校准。
[0067] 对气压式高度计或气压计进行校准方式包括以下至少之一:根据用户输入进行校准,根据无线电定位技术进行校准,根据相邻基站的数据进行校准,根据相邻终端的数据进行校准;其中,无线电定位技术包括卫星定位技术,基站定位技术、无线局域网/个人网技术、射频标识技术。
[0068] 经过校准的气压式高度计的定高误差可以不超过2.5米,而未做校准的气压式高度计则可能有数十甚至上百米的误差。
[0069] 步骤S204,通过第一定位方式对终端进行室内高度定位和/或通过第二定位方式对终端进行室内水平定位;
[0070] 经过校准的气压式高度计可以满足室内定位中对高度定位的要求。当计算出终端的高度后(包括以楼层表示的高度),终端即可在显示屏上显示该楼层的地图,以方便用户快速地查找该楼层地图信息。
[0071] 在对终端进行高度定位时,可以选择通过气压式高度计或气压计进行高度定位的第一定位方式,测量当前终端(用户)所在的高度,该测量高度可以海拔高度或者相对高度表示。
[0072] 除了对终端进行高度定位,终端还可以通过结合高度定位的结果进行水平定位的第二定位方式对终端进行室内定位。在进行水平定位时,终端可以通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS进行水平面的定位,由于单纯的水平定位通常所需的时间长于高度定位的时间,使得水平定位结果比高度定位来得更晚,因此,可以结合高度定位的结果进行水平定位,比如,首先通过气压式高度计测量终端的高度,在终端界面上先显示所在楼层的地图(即完成了高度的定位),通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS对终端进行水平定位,在终端界面上显示其所在的楼层的某一具体位置(例如某个房间或某处走廊)的标示。
[0073] 其中:结合高度定位的结果进行水平定位包括:根据高度定位的结果对水平定位的数据源进行筛选和/或过滤和/或加权;水平定位的数据源包括以下至少之一:卫星定位数据、基站定位数据、无线局域网/个人网定位数据、射频标识定位数据。
[0074] 步骤S205,终端获取本地建筑物地图;
[0075] 步骤S206,结合本地建筑物地图显示定位结果;
[0076] 用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。结合地图和测量到的高度后,即可计算出终端所在的楼层,最后终端显示出用户所在楼层的平面地图,供用户参考。
[0077] 具体地,终端获取本地建筑物地图的方式包括:终端通过附近的基站和/或核心网获取本地建筑物地图;基站和/或核心网通过终端标识和/或用户标识对所述终端获取本地建筑物地图的权限进行控制。
[0078] 进一步的,上述基站可以为家庭基站;家庭基站和/或核心网通过接入控制列表对终端获取本地建筑物地图的权限进行控制。
[0079] 步骤S207,对显示的定位结果进行修正/校准。
[0080] 用户可进一步地对高度定位或水平面定位结果进行修正,例如可通过触摸屏指示当前位置,当混合使用卫星定位和基站定位的数据时,可能的定位方式是将多个数据源的数据进行筛选、过滤和/或加权的处理(例如使用卡尔曼滤波器Kalman Filter),而根据用户输入的正确位置可以对处理的算法(参数)进行修正和校准。
[0081] 步骤S208,启动室外定位模式。
[0082] 在本实施例中,启动室外定位模式包括手动启动室外定位模式,或者终端自动启动室外定位模式。
[0083] 进一步的,上述第一定位方式还包括根据气压式高度计或气压计的测量值与辅助校准参数计算得到终端的高度;辅助校准参数包括:相邻基站的高度、相邻基站处的气压式高度计或气压计的测量值、目标终端处的温度、目标终端处的湿度、相邻基站处的温度以及相邻基站处的湿度。
[0084] 进一步的,第一定位方式还包括使用无线电定位技术进行高度定位。
[0085] 更进一步的,在本实施例中,还可根据第一定位方式以及第二定位方式的优先级对终端进行室内或室外定位。同时还可将高度定位与水平面定位交替进行,实现对终端的室内或室外定位。
[0086] 下面将结合具体实例描述根据本实施例的室内定位方法。
[0087] 实例一、在进行室内定位时,终端使用气压式高度计进行高度定位(或定高,即计算出终端的高度),由于气压式高度计是根据气压与高度之间的函数从气压推算高度的,而气压还受到终端所处的大气环境(例如温度、湿度)的影响,为了修正/校准气压式高度计的误差,可以采用以下的方法:
[0088] 1)使用人工修正/校准的方法,即在使用气压式高度计进行定高之前,由用户自身根据某一参考点的已知高度来对气压式高度计进行校准。例如,如果用户在某一大厦或大楼内刚开启定位功能时,用户可手动输入当前所在的楼层(如一楼)。由于室内定位的定高结果最终体现在用户所在的楼层上,因此,根据当前楼层进行校准可以满足用户的需要(而可以不必用海拔高度来校准)。在需要时,根据当前楼层也能结合建筑物地图间接地推算出用户所在的海拔高度。
[0089] 2)使用自动或半自动修正/校准的方法,例如在使用气压式高度计进行定高之前,根据GPS定位系统给出的高度来对气压式高度计进行校准。如果用户在室外已经开启定位导航功能,当用户从室外即将进入室内时,可以用无线电定位系统(例如GPS和/或基站定位)给出的高度对气压式高度计进行校准。不过,无线电定位技术即使在室外环境进行定高时误差也有10米以上的误差。因此,这一方法只能进行粗校准,还不能满足室内定位的高度精度需要。更好的办法是,当用户处于建筑物的出入口时,利用无线电定位所给出的水平位置结合建筑物地图来判断用户位于建筑物的哪个出入口,并进一步得到该出入口的高度(比如说具体楼层,通常为一楼),由此即可对气压式高度计进行校准。如果终端还带有电子温度计和/或湿度计,则终端还可以将温度计和/或湿度计的测量值与气压值结合起来,共同推算终端的高度。不过,完全自动地校准存在一定的误差可能性,因而较好地办法是将自动校准与人工校准结合起来,例如当用户发现自动校准存在误差时再进行人工修正/校准,这样可以提供比较高的用户体验。
[0090] 气压式高度计的原理使得其可以很灵敏地对高度变化进行反应,而且电能消耗小,反应时间快。因此,经过校准的气压式高度计可以满足室内定位中对高度定位的要求。当计算出终端的高度后(包括以楼层表示的高度),终端即可在显示屏上显示该楼层的地图,以方便用户快速地查找该楼层地图信息。另一方面,水平面定位可以使用GPS卫星定位或者基站定位所得到的水平面位置。这样,当获得水平面定位结果后,终端即可显示用户所在的大致位置,以方便用户的导航定位应用。用户可进一步地对水平面定位结果进行修正,例如通过触摸屏指示当前位置,该修正结果还能用于对水平定位进行校准,例如,当混合使用卫星定位和基站定位的数据时,可能的定位方式是将多个数据源的数据进行筛选、过滤和/或加权的处理(例如使用卡尔曼滤波器Kalman Filter),而根据用户输入的正确位置可以对处理的算法(参数)进行修正和校准。
[0091] 实例二、终端具有GPS能力和/或基站定位能力(例如3GPP标准组织规定的LCS能力),同时兼有电子高度计的功能,当终端从室外进入室内时或者进入室内后,用户可以手动选择打开室内定位模式/功能(终端可以区分室外定位模式/功能和室内定位模式/功能,供用户选择使用,在这种情况下,换句话说,终端拥有室外定位模式或者室内定位模式)。开启室内定位模式后,终端通过电子高度计测量当前终端(用户)所在的高度,这一高度可能以海拔高度或者相对高度表示。而另一方面,用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。结合地图和测量到的高度后,即计算出终端或者说用户所在的楼层。这时,终端即可显示出用户所在楼层的平面地图,供用户参考。
[0092] 除了高度定位,终端也通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS进行水平面的定位,由于该方法通常所需的时间长于水平高度计的定位时间,因而很可能水平面的定位结果比高度定位来得更晚,也就是说,终端在界面上可能先显示所在楼层的地图(即完成了高度的定位),再显示终端所在的楼层的某一具体位置(例如某个房间或某处走廊)的标示。
[0093] 电子高度计的高度定位(高度测量/估计)受限于其工作原理,气压式的电子高度计受到天气因素,例如温度、湿度的影响,这些因素可能影响高度计的定位精度。考虑到这一情况,终端可以采用以下的方法改善高度的精度。
[0094] 1)获取到终端所在地(所在楼宇)的影响气压式高度计工作的天气参数,例如温度和/或湿度,再将这些参数与电子高度计测量到的气压结合,计算出终端的精确高度,或者将参数用于修正电子高度计得到的原始高度,从而得到终端的精确高度。获取方法至少有包括以下几种以及其组合:通过附近的基站(例如大楼内的室内基站/家庭基站或WIFI接入点)获取;通过用户手动输入获取;从终端的其它模块得到(例如终端带有温度计和/或湿度计,可直接从这些模块得到温度和湿度值以进行高度计算或修正);从附近的其它终端获取(例如通过同一服务基站下的带有温度计和/或高度计的其它终端)。
[0095] 2)获取到某一参考位置的高度,然后将这一高度用于校准终端估计的高度。例如,用户通过手动模式校正高度:用户手动输入某一参考位置的高度,比如说海拔300米或者某一商场的3楼,然后终端将该高度值作为校准参考值,校准的方法具有多种,以下列举一例进行说明,例如,终端先通过高度计结合地图得出终端/用户现在位于商场的5楼(终端将该结果显示给用户,用户可以在此基础上进行校准),而用户知道该数据不对,并将其校准为3楼,于是,终端知道应该在原估计结果的基础上再减去2层才是正确的楼层结果,因而当终端和用户移动到1楼时,如果终端按照原估计方法得出的结果是3楼,而终端按照3楼减去2层的修正方法,最终给出终端新的位置为1楼。获取校准参考值的方法可以是多种,例如人工输入、在室外信号较好的窗边或阳台处利用GPS或者室外基站定位给出的高度作为校准高度。
[0096] 在对终端进行水平面定位时,可以采用的方法包括:GPS、A-GPS和/或基站定位方法,在采用基站定位方法或者A-GPS定位方法时,终端可以通过网络获取到相邻的基站的网络拓扑信息,在使用基站定位方法或者A-GPS定位方法时,使用邻近的基站进行定位也可以提高定位的精度。例如,终端在大楼内时,可能附近有WIFI接入点和/或家庭基站(femto Base Station,或者Home NodeB,HNB,或者Home evolved NodeB,HeNB),终端通过测量这些接入点和/或家庭基站的信号,或者让这些接入点和/或家庭基站测量终端的信号,可以对终端进行更精确的定位(包括水平面定位和高度定位,其中高度定位结果可以与高度计的测量结果相结合)。
[0097] 在对终端进行水平定位时,如果已经获取到终端的高度定位信息(例如由气压式电子高度计已经得到终端的准确的高度信息),则在水平定位时可以对已知的高度信息加以使用(即用高度定位辅助水平面定位)。也就是说,终端在高度定位后进行更精确地水平定位。例如,在选择为终端进行水平定位的基站时,可以选择在高度/楼层上离终端较近的基站,或者给予在高度/楼层上离终端较近的基站更大的权重,或者按照下面的公式选取离终端较近的参考站信号以提高水平定位的精度:
[0098] 对于TOA方法,将(路径长度^2-基站与终端的高度差^2)^n,(n的取值可以为1/2,1等),或者将(路径传播时间^2-(基站与终端的高度差/光速)^2)^n作为选取基站信号的条件,或者作为基站信号在定位计算中的权重参数。
[0099] 实例三、终端具有GPS能力或者基站定位能力(例如3GPP标准组织规定的LCS能力)或者A-GPS能力,同时兼有电子高度计的功能。用户可能在任意的位置打开定位功能(终端不区分室外定位模式和室内定位模式,或者用户选择了自动模式),则首先使用终端的GPS定位功能或者基站定位功能或者A-GPS定位功能得到大致的位置(精度在10米~50米),并结合地图判断终端是处于室外环境还是室内环境。若判断终端处于室内环境,则启动室内定位模式。通过电子高度计进行高度测量与实例1或2类似,高度测量功能可以通过一系列方法进行修正得到更精确的高度。
[0100] 而另一方面,用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。基站和/或核心网可以根据终端标识,例如,国际移动设备标识(International Mobile Equipment Identifier,IMEI),或者媒介接入控制层(MAC)地址)和/或用户标识,例如,国际移动用户标识(International Mobile Subscriber Identifier,IMSI),或者网络地址标识符(Network Address Identifier,NAI)对终端/用户的权限进行控制。而如果附近的基站为家庭基站,这时,家庭基站和/或核心网侧可以结合接入控制列表(Access Control List)或者封闭用户组列表(Closed Subscriber Group list)对终端/用户的权限进行控制。结合地图和测量到的高度后,即计算出终端或者说用户所在的楼层。这时,终端即可显示出用户所在楼层的平面地图以及其水平面位置,供用户参考。其中,水平面位置也可以使用实例二的方法通过邻近的基站进行定位以提高水平面定位的精度。
[0101] 实例四、终端具有GPS能力或者基站定位能力(例如3GPP标准组织规定的LCS能力)或者A-GPS能力,同时兼有电子高度计的功能。位置请求方(例如政府部门)可能通过网络请求终端的位置,在网络的指示下,终端启动定位功能,首先使用终端的GPS定位功能或者基站定位功能或者A-GPS定位功能得到大致的位置(精度在10米~50米),网络中的定位控制器结合地图判断终端是处于室外环境还是室内环境。若判断终端处于室内环境,则启动室内定位模式,例如指示终端启动电子高度计或气压计进行测量并上报测量结果(气压或高度)。
[0102] 电子高度计的高度定位(高度测量/估计)受限于其工作原理,气压式的电子高度计受到天气因素,例如温度、湿度等的影响,这些因素可能影响高度计的定位精度。考虑到这一情况,定位控制器或者定位服务器可以通过附近的基站(例如大楼内的室内基站或WIFI接入点)获取到所在地的天气参数,包括温度、湿度等,再将这些参数与终端上报的电子高度计测量结果相结合,从而计算出终端的精确高度。
[0103] 而另一方面,定位控制器或者定位服务器将终端的精确高度与所在大楼的地图相结合,即计算出终端或者说用户所在的楼层。这时,定位请求方即可显示出用户所在楼层的平面地图以及其水平面位置,供用户参考。其中,水平面位置也可以使用实例二的方法通过邻近的基站进行定位以提高水平面定位的精度。
[0104] 实例五、该实例是在上述实例一至实例四的基础上补充说明室内定位模式和其它模式的选择/切换方法。
[0105] 为了在室内和室外环境下精确的进行高度定位,GPS终端还带有气压式高度计。由于在室外和室内环境下时终端可能采用不同的定位技术和/或采用不同的设置参数,终端具有两种定位模式,即室外定位模式和室内定位模式。在开启手机或者开启手机的定位功能时,终端可通过显示屏提供给用户手动选择定位模式的能力,用户可根据所处的环境是室内或是室外选择对应的定位模式,终端还可以通过显示屏提供给用户选择“自动模式”或“指定模式”(并进一步划分为室外定位模式或室内定位模式)的能力,或者通过显示屏提供给用户选择“自动模式”或室外定位模式或室内定位模式的能力。如果用户选择了自动模式,则终端根据某些条件判断用户和终端处于室内还是室外环境,并选择对应的定位模式,例如:终端根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来选择对应的定位模式;
终端还可以根据GPS信号的强弱来选择室内定位模式或者室外定位模式。如果用户选择了指定模式并进一步选择室内或是室外定位模式,或者直接选择了室外定位模式,或者直接选择了室内定位模式,则终端可以根据某些条件判断用户是否改变了所处的环境,即从室内来到了室外或者从室外来到了室内,终端能够通过显示屏询问用户是否改变了所处的环境,或者通过显示屏提示用户更换定位模式,并给出建议的新定位模式(例如:假设用户原先选择了室外定位模式,在用户从室外进入室内时,终端检测到环境的改变,于是提示用户选择自动模式或者室内定位模式,终端还可以提供给用户其检测到的环境的改变和触发模式改变的原因,例如GPS信号太弱,或者终端通过GPS定位结合地图判断可能已进入室内环境),如果用户接受,则终端更换到新的定位模式,或者更换到终端选择的新的定位模式,新的定位模式不再使用的定位技术模块(例如GPS模块)可以进入节电状态;如果用户不接受,则终端仍旧使用原有的定位模式。
[0106] 实例六、该实例是在上述实例一至实例四的基础上补充说明室内定位模式和其它模式的选择/切换方法。
[0107] 为了在室内和室外环境下精确的进行高度定位,GPS终端还带有气压式高度计。由于在室外和室内环境下时终端可能采用不同的定位技术,终端具有两种定位策略,即GPS优先或高度计优先。在开启手机或者开启手机的定位功能时,终端可通过显示屏提供给用户手动设定定位策略的能力,用户可根据所处的环境选择对应的定位策略,例如当用户位于室内环境时,用户选择高度计优先策略,当用户位于峡谷、密林等GPS信号不佳的室外环境时,用户选择高度计优先策略(例如,在高度测量时,高度计的输出结果将直接作为最终高度测量结果);当用户处于(普通的)室外环境而高度计未做校准时,用户选择GPS优先定位策略(例如,高度计可以不用开启),当用户处于室外环境但高度计做过了校准,用户选择高度计优先定位策略(例如,在高度测量时,高度计的输出结果在计算最终高度结果时相比GPS输出的高度值有更高的权重)。
[0108] 终端还可以通过显示屏提供给用户选择“自动设定策略”或“指定策略”(并进一步划分为高度计优先定位策略或GPS优先定位策略)的能力,或者通过显示屏提供给用户选择“自动设定策略”或高度计优先定位策略或GPS优先定位策略的能力。如果用户选择了自动设定策略,则终端根据某些条件判断两种定位方法的优劣,并选择对应的定位策略,例如:终端根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来选择对应的定位模式;终端还可以根据GPS信号的强弱来选择室内定位模式或者室外定位模式。如果用户选择了指定模式并进一步选择室内或是室外定位模式,或者直接选择了室外定位模式,或者直接选择了室内定位模式,则终端可以根据某些条件判断用户是否改变了所处的环境,即从室内来到了室外或者从室外来到了室内,终端能够通过显示屏询问用户是否改变了所处的环境,或者通过显示屏提示用户更换定位模式,并给出建议的新定位模式(例如:假设用户原先选择了室外定位模式,在用户从室外进入室内时,终端检测到环境的改变,于是提示用户选择自动模式或者室内定位模式,终端还可以提供给用户其检测到的环境的改变和触发模式改变的原因,例如GPS信号太弱,或者终端通过GPS定位结合地图判断可能已进入室内环境),如果用户接受,则终端更换到新的定位模式,或者更换到终端选择的新的定位模式,如果用户不接受,则终端仍旧使用原有的定位模式。
[0109] 如图3所示,本发明一实施例提出一种定位终端,包括:判断模块301以及室内定位模块302,其中:
[0110] 判断模块301,用于判断终端是否处于室内环境;
[0111] 室内定位模块302,用于当终端处于室内环境时,通过第一定位方式对终端进行室内高度定位和/或通过第二定位方式对终端进行室内水平定位;第一定位方式包括使用气压式高度计或气压计进行高度定位;所述第二定位方式包括结合高度定位的结果进行水平定位。
[0112] 在本实施例中,判断模块301判断终端是否处于室内环境的方式,可以通过终端自动选择比如自动模式,也可通过用户手动选择比如指定模式。
[0113] 当终端自动选择时,终端可以根据设定条件判断用户携带的终端处于室内还是室外环境,例如:终端可以根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来判断终端处于室内还是室外环境;终端还可以根据GPS信号的强弱来判断终端处于室内还是室外,比如在GPS信号的变弱至预定条件时,可以认为终端已经到达室内。
[0114] 当通过用户手动选择时,以手机为例,在开启手机或者开启手机的定位功能时,手机可通过显示屏提供给用户手动选择是否进入室内,用户可根据所处的环境是室内或是室外选择输入对应的终端所处环境。
[0115] 当终端处于室内环境时,室内定位模块302可以通过气压式高度计或气压计进行高度定位的第一定位方式,测量当前终端(用户)所在的高度,该测量高度可以海拔高度或者相对高度表示;另一方面,用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。结合地图和测量到的高度后,即可计算出终端所在的楼层,最后终端显示出用户所在楼层的平面地图,供用户参考。
[0116] 除了对终端进行高度定位,终端还可以通过结合高度定位的结果进行水平定位的第二定位方式对终端进行室内定位。在进行水平定位时,终端可以通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS进行水平面的定位,由于单纯的水平定位通常所需的时间长于高度定位的时间,使得水平定位结果比高度定位来得更晚,因此,可以结合高度定位的结果进行水平定位,比如,首先通过气压式高度计测量终端的高度,在终端界面上先显示所在楼层的地图(即完成了高度的定位),通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS对终端进行水平定位,在终端界面上显示其所在的楼层的某一具体位置(例如某个房间或某处走廊)的标示。
[0117] 如图4所示,本发明另一实施例提出一种定位终端,包括:判断模块401、启动模块402、校准模块403、室内定位模块404、地图获取模块405以及地图显示模块406,其中:
[0118] 判断模块401,用于判断终端是否处于室内环境;
[0119] 启动模块402,用于当所述终端处于室内环境时,启动室内定位模式;或者当所述终端处于室外环境时,启动室外定位模式;
[0120] 校准模块403,用于对所述气压式高度计或气压计进行校准;
[0121] 室内定位模块404,用于当终端处于室内环境时,通过第一定位方式对终端进行室内高度定位和/或通过第二定位方式对终端进行室内水平定位;
[0122] 第一定位方式包括使用气压式高度计或气压计进行高度定位;所述第二定位方式包括结合高度定位的结果进行水平定位。
[0123] 地图获取模块405,用于获取本地建筑物地图;
[0124] 地图显示模块406,用于结合本地建筑物地图显示定位结果。
[0125] 其中,上述判断模块401、室内定位模块404与上述实施例中的判断模块301、室内定位模块30功能结构对应相同,在此不再赘述。
[0126] 在本实施例中,终端可以设定具体定位模式,比如室内定位模式和室外定位模式,终端还可设定选择室内定位模式或室外定位模式的方式,比如通过终端自动选择或通过用户手动选择,当终端从室外进入室内时或者进入室内后,用户可以手动选择打开室内定位模式/功能。当终端自动选择时,终端可以通过无线电定位方法探测到终端,并根据设定条件判断终端处于室内还是室外环境,例如:终端可以根据GPS定位所给出的地理位置结合相应的地图来判断终端处于室内还是室外环境;终端还可以根据GPS信号的强弱来判断终端处于室内还是室外,比如在GPS信号的变弱至预定条件时,可以认为终端已经到达室内。
[0127] 当终端处于室内环境时,启动模块402启动室内定位模式。终端启动室内定位模式之前,可以对定位模式的参数和/或其定位结果进行初始化。当开启室内定位模式后,终端便可通过气压式高度计或气压计测量当前终端(用户)所在的高度,或者也可以通过GPS和/或基站定位方法或A-GPS等进行水平面的定位或通过上述方式并结合高度定位的结果进行水平定位。
[0128] 气压式高度计具有不受复杂环境,特别是不受室内复杂环境影响的优点。然而,气压与高度的函数还受到天气因素,例如温度和湿度的影响,这些因素会造成气压式高度计的误差。此外,气压式高度计还易出现累计误差。以上这些都会给气压式高度计的定高带来误差,从而降低其精度。因此,本实施例在使用气压式高度计或气压计对终端进行高度定位之前,通过校准模块403对气压式高度计或气压计进行校准。
[0129] 对气压式高度计或气压计进行校准方式包括以下至少之一:根据用户输入进行校准,根据无线电定位技术进行校准,根据相邻基站的数据进行校准,根据相邻终端的数据进行校准;其中,无线电定位技术包括卫星定位技术,基站定位技术、无线局域网/个人网技术、射频标识技术。
[0130] 在得到终端定位结果后,可通过地图获取模块405获取本地建筑物地图,并通过地图显示模块406结合本地建筑物地图显示定位结果。
[0131] 具体地,用户可以在终端内预存所在大楼的地图或者通过附近的基站获取到所在大楼的地图。结合地图和测量到的高度后,即可计算出终端所在的楼层,最后终端显示出用户所在楼层的平面地图,供用户参考。其中,终端获取本地建筑物地图的方式包括:终端通过附近的基站和/或核心网获取本地建筑物地图;基站和/或核心网通过终端标识和/或用户标识对所述终端获取本地建筑物地图的权限进行控制。上述基站可以为家庭基站;家庭基站和/或核心网通过接入控制列表对终端获取本地建筑物地图的权限进行控制。
[0132] 本发明实施例提出的一种定位方法及终端,使用气压式高度计或气压计对终端进行室内高度定位和/或结合高度定位的结果对终端进行水平定位,通过两种定位方式解决了室内导航定位服务中对高度和对水平面定位的精度和定位延迟时间要求不同的问题,在提高定位精度的同时,降低定位延迟的时间,改善了室内导航定位的用户体验,从而满足了室内导航定位等各种应用的需求。
[0133] 以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。

当前第1页 第1页 第2页 第3页
相关技术
方法终端相关技术
谢峰发明人的其他相关专利技术