定位方法、裝置及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定位方法、裝置及系統(tǒng)，其中，該方法包括：計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)；如果定位性能參數(shù)符合預先設(shè)置的條件，則啟動Wi-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位；根據(jù)GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和Wi-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中單獨采用GPS/MARG組合定位系統(tǒng)或者Wi-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位而導致的在有些環(huán)境下對移動目標的定位準確性較低的技術(shù)問題，達到了提高定位系統(tǒng)在各個環(huán)境下的定位準確性的技術(shù)效果，擴大了定位系統(tǒng)的使用范圍。
【專利說明】定位方法、裝置及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體而言，涉及一種定位方法、裝置及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,全球定位系統(tǒng)(Global Position System,簡稱為GPS)是一種被廣泛應用在智能終端的定位系統(tǒng)，。在空曠的區(qū)域GPS能夠獲得比較好的定位性能，然而，在高樓林立的市區(qū)或者是在完全被遮擋的室內(nèi)環(huán)境中，GPS定位性能將會急劇惡化甚至無法進行定位。無線保真(Wireless Fidelity,簡稱為W1-Fi )定位技術(shù)在市區(qū)和室內(nèi)環(huán)境中具有良好的定位性能，可以有效彌補GPS定位技術(shù)的不足,然而,在無線訪問節(jié)點(Access Point,簡稱為AP)沒有覆蓋到的區(qū)域，由于AP缺失經(jīng)常會導致W1-Fi定位失效。MARG傳感器(一種基于三軸陀螺、三軸加速度計以及三軸磁強計組成的傳感器組合)構(gòu)成了一種自主式定位系統(tǒng)，能夠提供載體的位置、速度和姿態(tài)信息，在短時間內(nèi)具有很好的定位精度，但是由于存在累積誤差，長時間內(nèi)定位精度較差。為了有效融合這三種特性互補的定位技術(shù)，人們提出了多種方法，可以分為以下三類，下面對這三種方式進行具體描述。
[0003]I)基于粒子濾波的W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)
[0004]基于粒子濾波的W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)的基本思想是:首先利用W1-Fi定位算法獲得移動目標的位置估計，然后建立粒子濾波方程，對移動目標的位置估計進行濾波處理。
[0005]上述方式有效融合了 W1-Fi和MARG這兩種定位技術(shù)的互補特性，不僅校正了由接收信號強度浮動和W1-Fi接入點非連續(xù)覆蓋引起的W1-Fi定位誤差，還解決了由MARG傳感器引起的累積誤差，在市區(qū)和室內(nèi)環(huán)境下都能取得較好的定位性能。然而，對于W1-Fi接入點沒有覆蓋到的郊區(qū)，W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)的定位性能將會極度惡化，甚至無法使用。
[0006]2)基于卡爾曼濾波的GPS/MARG組合定位系統(tǒng)
[0007]基于卡爾曼濾波的GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的基本思想是:首先利用GPS定位算法獲得移動目標的位置估計，然后MARG傳感器獲得的載體姿態(tài)信息，構(gòu)造卡爾曼濾波器的狀態(tài)方程和觀測方程，對用戶的位置估計進行濾波處理。該方法有效融合了這兩種定位技術(shù)的互補特性，不僅能夠很好地彌補GPS信號阻塞的間隙，而且還可以利用GPS獲得的位置和速度信息，修正MARG傳感器的累積誤差。然而，在GPS信號完全阻塞的室內(nèi)環(huán)境中，GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的定位性能將會極度惡化，甚至無法使用。
[0008]3)基于數(shù)值加權(quán)的GPS/W1-Fi組合定位系統(tǒng)
[0009]基于數(shù)值加權(quán)的GPS/W1-Fi組合定位系統(tǒng)的基本思想是:首先利用GPS和W1-Fi定位分別獲得移動目標的位置信息；然后，根據(jù)GPS的水平精度衰減因子(HorizontalDilution of Precision，HD0P)來決定加權(quán)因子。由于GPS在室外空曠地區(qū)，能夠取得很好的定位精度，因此在AP缺失的區(qū)域，可以利用GPS獲得準確的位置信息；同時在高樓林立的市區(qū)，可以利用WLAN定位來彌補GPS定位的不足，通過這種方式在室外環(huán)境下可以取得良好的定位性能，然而在室內(nèi)環(huán)境下，由于GPS信號被遮擋，無法改善WLAN室內(nèi)定位的精度，同時由于只考慮利用水平精度衰減因子，組合性能相對較差。
[0010]針對上述的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明實施例提供了一種定位方法、裝置及系統(tǒng)，以至少解決現(xiàn)有技術(shù)中由單獨采用GPS/MARG組合定位系統(tǒng)或者W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位而導致的在有些環(huán)境下對移動目標的定位準確性較低的技術(shù)問題。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，提供了一種定位方法，包括:計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)；如果上述定位性能參數(shù)符合預先設(shè)置的條件，則啟動W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位；根據(jù)上述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和上述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息。
[0013]優(yōu)選地，在計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)之后，上述方法還包括:如果上述定位性能參數(shù)不符合預先設(shè)置的條件，則將上述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果作為上述移動目標的位置信息。
[0014]優(yōu)選地，上述計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)包括:獲取當前時刻GPS接收機的水平精度衰減因子；計算上述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的失效率，其中，上述失效率是當前時刻GPS接收機的測量值與卡爾曼濾波后更新的結(jié)果之間的差值；根據(jù)上述水平精度衰減因子和上述失效率計算得到上述定位性能參數(shù)。
[0015]優(yōu)選地，符合上述預先設(shè)置的條件包括:上述定位性能參數(shù)大于預定的參數(shù)閾值。
[0016]優(yōu)選地，按照以下公式計算上述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的失效率:
【權(quán)利要求】
1.一種定位方法，其特征在于，包括: 計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)； 如果所述定位性能參數(shù)符合預先設(shè)置的條件，則啟動W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位; 根據(jù)所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)之后，所述方法還包括: 如果所述定位性能參數(shù)不符合預先設(shè)置的條件，則將所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果作為所述移動目標的位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述計算得到GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)包括: 獲取當前時刻GPS接收機的水平精度衰減因子； 計算所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的失效率，其中，所述失效率是當前時刻GPS接收機的測量值與卡爾曼濾波后更新的結(jié)果之間的差值； 根據(jù)所述水平精度衰減因子和所述失效率計算得到所述定位性能參數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，符合所述預先設(shè)置的條件包括:所述定位性能參數(shù)大于預定的參數(shù)閾值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 按照以下公式計算所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的失效率:
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息包括: 將所述定位性能參數(shù)作為加權(quán)系數(shù)； 根據(jù)所述加權(quán)系數(shù)對所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果進行加權(quán)運算計算得到所述移動目標的位置信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，按照以下公式計算所述移動目標的位置信息:
8.—種定位裝置，其特征在于，包括: 第一計算單元，用于計算GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)； 啟動單元，用于在所述定位性能參數(shù)符合預先設(shè)置的條件情況下，啟動W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)進行定位； 第二計算單元，用于根據(jù)所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一計算單元包括: 獲取模塊，用于獲取當前時刻GPS接收機的水平精度衰減因子； 第一計算模塊，用于計算所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)的失效率，其中，所述失效率是當前時刻GPS接收機的測量值與卡爾曼濾波后更新的結(jié)果之間的差值； 第二計算模塊，用于根據(jù)所述水平精度衰減因子和所述失效率計算得到所述定位性能參數(shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的裝置，其特征在于，所述第二計算單元包括: 確定模塊，用于將所述定位性能參數(shù)作為加權(quán)系數(shù)； 運算模塊，用于根據(jù)所述加權(quán)系數(shù)對所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果進行加權(quán)運算計算得到所述移動目標的位置信息。
11.一種定位系統(tǒng)，其特征在于，包括=W1-Fi定位裝置、MARG傳感器、GPS接收機，粒子濾波器、卡爾曼濾波器、性能檢測裝置，以及組合定位裝置，其中， 所述W1-Fi定位裝置的輸出端與所述粒子濾波器的輸入端相連； 所述GPS接收機的輸出端與所述卡爾曼濾波器的輸入端相連； 所述MARG傳感器通過姿態(tài)信息獲取單元分別與所述粒子濾波器和所述卡爾曼濾波器相連； 所述性能檢測裝置的輸入端分別與所述GPS接收機的輸出端和所述卡爾曼濾波器的輸出端相連，用于計算GPS/MARG組合定位系統(tǒng)當前的定位性能參數(shù)； 所述組合定位裝置，分別與所述粒子濾波器的輸出端和所述性能檢測裝置的輸出端相連，用于根據(jù)所述GPS/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果和所述W1-Fi/MARG組合定位系統(tǒng)定位得到的結(jié)果計算得到移動目標的位置信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述性能檢測裝置的輸出端通過單刀雙擲開關(guān)與所述組合定位裝置相連，其中，所述性能檢測裝置的輸出端與所述單刀雙擲開關(guān)的輸入端相連，所述單刀雙擲開關(guān)的第一輸出端與所述組合定位裝置的輸入端相連，所述單刀雙擲開關(guān)的第二輸出端與輸出線路相連；所述W1-Fi定位裝置輸出端通過第一開關(guān)與所述粒子濾波器的輸入端相連；所述粒子濾波器的輸出端通過第二開關(guān)與所述組合定位裝置的輸入端相連；在所述定位性能參數(shù)符合預先設(shè)置的條件情況下，所述單刀雙擲開關(guān)的輸入端與所述單刀雙擲開關(guān)的第一輸 入端處于導通狀態(tài)，所述第一開關(guān)和所述第二開關(guān)處于閉合狀態(tài)。
【文檔編號】H04W64/00GK103841638SQ201210486831
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】劉興川, 李超, 林孝康 申請人:中興通訊股份有限公司, 清華大學深圳研究生院