一种基于用户行为特征的室内定位方法及装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于用户行为特征的室内定位方法及装置，其中方法包括蓝牙信标、移动终端，包括如下步骤：获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当前用户是否为首次定位；如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺仪检测当前用户的运动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值；如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处的位置进行校准。本发明可以在蓝牙信标节点稀疏部署的情况下，大幅提升定位精度，从而提升用户体验，降低部署及维护成本。
【专利说明】
一种基于用户行为特征的室内定位方法及装置
技术领域
[0001] 本发明属于导航技术领域，具体而言，涉及一种基于用户行为特征的室内定位方 法及装置。
【背景技术】
[0002] 随着现代化城市的不断发展，诸如大型超市、购物中心之类的大型建筑物不断的 出现。人们会想在上述的室内环境中确定自己所在的位置，且快速寻找到自己的目的地。随 着智能手机的普及，以及移动互联网的发展，地图与导航类软件将进入一个新的时代-室内 导航。目前通常的做法是部署蓝牙（iBeacon)。而基于蓝牙（iBeacon)的定位方式，定位精度 强烈依赖于iBeacon节点的部署密度。因此在（iBeacon)低密度部署情况下，室内定位的精 度性极大的收到了影响。同时吸纳有的定位方式并不能考虑到用户运动对定位的影响。
【发明内容】
[0003] 为解决现有低密度蓝牙信标部署下室内定位精度差的技术缺陷，本发明通过分析 用户的行为特征，并结合室内GIS信息，在传感器递推的过程中适时进行位置校准，从而提 高低密度蓝牙信标设备条件下定位的精度及稳定性，从而提升用户体验性。
[0004] 本发明提供了一种基于用户行为特征的室内定位方法，包括蓝牙信标、移动终端， 包括如下步骤：
[0005] 获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当前用户 是否为首次定位；
[0006] 如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺仪检测当前用户的运 动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值；
[0007] 如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处的位置进行校准。
[0008] 所述移动终端内置的陀螺仪检测到的当前用户运动的检测值指的是当前用户的 运动状态，所述运动状态包括转弯及其角度。用户在拐弯时其手机朝向也会随之发生变化， 陀螺仪的积分结果会反映出这个手机朝向（方位角)变化的度数，从而也就知道了用户转了 多少度，是向左还是向右等等，再结合室内GIS信息，就可以判断出用户是不是处在路口或 处在哪个路口。
[0009] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法中，所述方法还包括
[0010]如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所述蓝牙信标发送的蓝 牙信号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值；
[0011]如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处的位置进行校准。
[0012] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法中，如果当前用户不是首次定位 还包括
[0013] 根据所述移动终端检测到的所述蓝牙信标发送的蓝牙信号，查询预设数据库获取 所述蓝牙信号对应的地理位置，所述预设数据库包括蓝牙信号值与地理位置的关联关系
[0014] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法中，获取所述移动终端上室内导 航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当前用户是否为首次定位还包括
[0015] 利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信息。
[0016] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法中，所述移动终端是通过其内置 的陀螺仪的检测值判断当前用户运动的行为特征，所述行为特征包括转弯动作。
[0017] 本发明还提供了一种基于用户行为特征的室内定位装置，包括判断模块、第一获 取模块、第一定位模块，其中，
[0018] 所述判断模块，用于获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定 位记录判断当前用户是否为首次定位；
[0019] 所述第一获取模块，如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺 仪检测当前用户的运动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值；
[0020] 所述第一定位模块，如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处 的位置进行校准。
[0021] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置中，所述装置还包括
[0022] 第二获取模块，用于如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所 述蓝牙信标发送的蓝牙信号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值；
[0023] 第二定位模块，用于如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处 的位置进行校准。
[0024] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置中，所述装置还包括
[0025] 第三定位模块，用于如果当前用户不是首次定位，根据所述移动终端检测到的所 述蓝牙信标发送的蓝牙信号，查询预设数据库获取所述蓝牙信号对应的地理位置，所述预 设数据库包括蓝牙信号值与地理位置的关联关系。
[0026] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置中，所述判断模块还包括接收子 丰旲块，
[0027] 所述接收子模块，用于利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信息。
[0028] 本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置中，所述移动终端是通过其内置 陀螺仪的检测值判断当前用户运动的行为特征，所述行为特征包括转弯动作。
[0029] 综上，本发明首先通过所述移动终端检测用户人体行为特征后，再根据蓝牙信标 对该用户位置进行校准实现室内蓝牙信标密度低的条件下，提高室内定位的精确度。
【附图说明】
[0030] 图1为本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法一个实施例的流程示意 图；
[0031] 图2为本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法另一个实施例的流程示意 图；
[0032] 图3为应用本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置一个实施例的结构示 意图；
[0033] 图4为应用本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置另一个实施例的结构 示意图。
【具体实施方式】
[0034] 下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
[0035] 本发明可以在iBeacon节点稀疏部署的情况下，大幅提升定位精度，从而提升用户 体验，降低部署及维护成本。
[0036] 本发明提供了一种基于用户行为特征的室内定位方法。所述基于用户行为特征的 室内定位方法，包括蓝牙信标、移动终端，如图1所示，包括如下步骤：
[0037] S101、获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当 前用户是否为首次定位。
[0038] 具体实施时，所述移动终端可选通过定位log请求判断用户是否是首次定位。需要 说明的是，本发明此处的首次定位指的是预设时间范围内用户是否发送过定位log定位请 求，即判断用户上次发送log定位请求的时间是否在预设时间范围。例如，可选的将时间设 置24h，若上一次log定位请求在24h内，则用户不是首次定位，否则为首次定位。
[0039] 随着科技的发展，移动终端（例如智能手机)均内置有传感器(例如陀螺仪或加速 度传感器），移动终端通过陀螺仪检测用户运动状态。随着用户的运动，手机陀螺仪检测的 值实时改变，用户在发生转弯动作时，其检测值会发生较为明显的变化，因此它记录检测值 越多，它定位的准确度也会逐渐提高。需要说明的是，本发明中所述的移动终端不仅仅包括 智能手机，还包括其他智能设备，例如iPad等，在此不一一列举。
[0040] S102、如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺仪检测当前用 户的运动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值。
[0041] 所述移动终端是通过其内置的陀螺仪的检测值判断当前用户运动的行为特征，所 述行为特征包括转弯动作。
[0042] 用户转弯行为的判断可以通过连续观测陀螺仪的输出，在发生转弯动作时，其检 测值会发生较为明显的变化。所述移动终端通过陀螺仪的检测值(具体为转动角度)判断用 户发生转弯。
[0043] S103、如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处的位置进行校 准。
[0044] rssi在无线网络中表示信号的强度，它随距离的增大而衰减，通常为负值，该值越 接近零说明信号强度越高。根据位置指纹表示的不同，基于无线局域网和位置指纹的室内 定位技术可以分为两大类。第一类是确定的定位方法。它的特点是位置指纹用来自每个接 入点的信号强度的平均值表示，然后采用确定性的推理算法来估计用户的位置。信号的多 径传播对环境具有依赖性，呈现出非常强的特殊性，对于每个位置而言，该位置上的信道的 多径结构是唯一的，终端发射的无线电波经过反射和折射，产生与周围环境密切相关的特 定模式的多径信号，这样的多径特征可以认为是该位置的"指纹"。
[0045] 室内定位方法主要利用WiFi定位节点或蓝牙定位节点进行定位，主要包括接收信 号强度定位法、到达时间定位法、接收信号角度定位法、参考点定位法。具体实施时候，不同 的信号强度对应不同的位置。本发明通过信号强度的不同定位当前用户所处的地理位置。 例如，WiFi定位技术采用经验测试和信号传播模型相结合的方式。WiFi无线信号具有较强 的时变无线信号传播衰减模型难以第很好的表征距离与信号强度间的映射关系，采用基于 射频指纹匹配定位方法，它具有较好的定位的鲁棒性。所谓指纹匹配定位算法建立在时延 数据基础上，主要包括离线训练和在线定位两个阶段。其中，离线训练阶段的任务是建立射 频信号强度向量和客户端位置间的一一对应关系，形成一个指纹库，定位阶段则是采用实 时采集的信号强度向量去匹配训练阶段构建的指纹库，从而获得目标的位置估计。基于位 置指纹的定位算法主要包括确定型和概率型，前者的计算效率较高，后者的定位精确度较 尚。
[0046] 该算法主要包括如下步骤:1、确定采样分布图；2、采集各定位节点（如WiFi定位节 点或蓝牙定位节点）的信号强度、MAC地址等;3、存储RSSI的位置坐标;4、将实施采集的定位 节点的信号通过匹配算法估算用户的位置。本发明以确定型的位置指纹定位算法为例说明 本发明中WiFi和/或蓝牙定位方法定位的方式。
[0047] 例如，指纹库存储数据可选的表1所示。
[0048] 表 1
[0049]
[0050]表1中，采样点表示的物APn位置（即坐标），APr^示的是WiFi定位节点的编号，RSSI 表示为该位置上采集到的指纹(即信号强度）。
[0051 ]而位置匹配算法包括最近邻方法、概率方法、神经网络方法、SVM等方法。具体实施 时，可选的利用任何一种方法进行计算，由于该类算法对本领域技术人员是可知的，本发明 在此不再进行说明。
[0052] 如图2所示为本发明所述的基于用户行为特征的室内定位方法的另一个实施例的 流程示意图。
[0053] S201、获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当 前用户是否为首次定位。
[0054] 其中，S201还包括利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信息。
[0055] 具体实施时，通过将所述移动终端定位得到的地理位置显示到GIS位置上，直观的 向用户提示当前所处的位置。
[0056] S202、如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所述蓝牙信标发 送的蓝牙信号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值；
[0057] S203、如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处的位置进行校 准。
[0058] S204、根据所述移动终端检测到的所述蓝牙信标发送的蓝牙信号，查询预设数据 库获取所述蓝牙信号对应的地理位置，所述预设数据库包括蓝牙信号值与地理位置的关联 关系。
[0059] 如图3所示，本发明还提供了一种基于用户行为特征的室内定位装置，包括判断模 块10、第一获取模块20、第一定位模块30。
[0060] 其中，
[0061] 所述判断模块10,用于获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述 定位记录判断当前用户是否为首次定位。
[0062] 所述判断模块还包括接收子模块101，
[0063] 所述接收子模块101，用于利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信 息。
[0064]所述第一获取模块20,如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀 螺仪检测当前用户的运动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值。
[0065] 所述移动终端是通过其内置的陀螺仪的检测值判断当前用户运动的行为特征，所 述行为特征包括转弯动作。
[0066] 所述第一定位模块30,如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所 处的位置进行校准。
[0067] 如图4所示为本发明所述的基于用户行为特征的室内定位装置的另一个实施例的 结构示意图。
[0068] 进一步，所述装置还包括
[0069] 第二获取模块，用于如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所 述蓝牙信标发送的蓝牙信号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值；
[0070] 第二定位模块，用于如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处 的位置进行校准。
[0071 ]进一步，所述装置还包括
[0072] 第三定位模块40,用于如果当前用户是首次定位，则根据所述蓝牙信标的蓝牙信 号强弱确定当前用户的地理位置。
[0073] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技 术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于用户行为特征的室内定位方法，包括蓝牙信标、移动终端，其特征在于，包 括如下步骤： 获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当前用户是否 为首次定位； 如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺仪检测当前用户的运动的 检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值； 如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处的位置进行校准。2. 根据权利要求1所述的基于用户行为特征的室内定位方法，其特征在于，所述方法还 包括 如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所述蓝牙信标发送的蓝牙信 号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值； 如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处的位置进行校准。3. 根据权利要求1所述的基于用户行为特征的室内定位方法，其特征在于，如果当前用 户不是首次定位还包括 根据所述移动终端检测到的所述蓝牙信标发送的蓝牙信号，查询预设数据库获取所述 蓝牙信号对应的地理位置，所述预设数据库包括蓝牙信号值与地理位置的关联关系。4. 根据权利要求1所述的基于用户行为特征的室内定位方法，其特征在于，获取所述移 动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记录判断当前用户是否为首次定位还包 括 利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信息。5. -种基于用户行为特征的室内定位装置，其特征在于，包括判断模块、第一获取模 块、第一定位模块，其中， 所述判断模块，用于获取所述移动终端上室内导航系统的定位记录，根据所述定位记 录判断当前用户是否为首次定位； 所述第一获取模块，如果当前用户不是首次定位，通过所述移动终端内置的陀螺仪检 测当前用户的运动的检测值，判断所述检测值是否不小于预设的转弯校准值； 所述第一定位模块，如果所述检测值不小于预设的转弯校准值，对当前用户所处的位 置进行校准。6. 根据权利要求5所述的基于用户行为特征的室内定位装置，其特征在于，所述装置还 包括 第二获取模块，用于如果当前用户不是首次已定位，通过所述移动终端检测的所述蓝 牙信标发送的蓝牙信号，判断所述蓝牙信号是否达到预设蓝牙校准值； 第二定位模块，用于如果所述蓝牙信号达到预设蓝牙校准值，则对当前用户所处的位 置进行校准。7. 根据权利要求5所述的基于用户行为特征的室内定位装置，其特征在于，所述装置还 包括 第三定位模块，用于如果当前用户不是首次定位，根据所述移动终端检测到的所述蓝 牙信标发送的蓝牙信号，查询预设数据库获取所述蓝牙信号对应的地理位置，所述预设数 据库包括蓝牙信号值与地理位置的关联关系。8.根据权利要求5所述的基于用户行为特征的室内定位装置，其特征在于，所述判断模 块还包括接收子模块， 所述接收子模块，用于利用所述移动终端向室内导航系统发送室内GIS位置信息。
【文档编号】G01S1/08GK105866729SQ201610180013
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】杨磊, 张能元, 王文杰, 刘文龙, 徐连明, 王锦
【申请人】北京智慧图科技有限责任公司