基于可穿戴设备的用户定位方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及可穿戴智能设备领域，尤其涉及一种具有低功耗蓝牙功能的可穿戴智能设备，其适用于室内定位及导航(包括惯性导航和蓝牙Beacon基站导航)。
【背景技术】
[0002]随着通信技术领域的不断发展，通讯装置的发展日新月异，从台式电脑、笔记本电脑、平板电脑和智能手机的发展，使得人们的生活发生翻天覆地的变化。如今又有一新的便携式设备已逐渐进入人们的生活中。该便携式设备名为可穿戴智能设备，其可以直接穿在身上，或者整合到用户的衣服或配件的一种便携式设备。可穿戴智能设备不仅仅是一种硬件设备，更是通过软件以及数据交互、云端交换以实现强大的功能。可穿戴智能设备将会对人们的生活、感知带来很大的改变。
[0003]目前为了占据有利领先地位，各大公司纷纷在可穿戴智能设备上投入大量资金进行研究，并推出相应的产品。其中，苹果公司推出“iWatch”产品，耐克公司推出“Nike +FuelBand”产品，索尼公司推出“Smart Watch”产品，阿迪达斯公司推出安卓系统智能手表以及谷歌公司推出“Google Glass”产品。上述产品主要实现以下功能:手表功能(查看时间)、计步器功能(统计用户的步行步数，以计算用户的行走里程和卡路里消耗量)、睡眠统计、手机来电和消息提醒等。另外，某些公司的产品除了实现上述智能手表功能之外，也具备一定的智能手机功能。
[0004]然而，上述产品或多或少都存在缺陷，尤其是目前暂时无法实现室内定位功能。于是，不得不借助于智能手机接收蓝牙信号，并且结合智能手机内部的运动传感器(例如加速度传感器、陀螺仪、地磁传感器)以实现定位和导航。
[0005]但是，采用上述方式存在以下几个缺点:I)智能手机定位需要安装相应的应用程序，操作相对复杂；2)目前普通的可穿戴设备在获得定位信息后只能通过其集成2G/3G/4G或W1-Fi的通讯模块上传定位信息至相关的服务器;或者通过与智能手机的蓝牙连接，经由智能手机所连接的网络将定位信息上传至相关服务器，其功耗较大，不利于推广和应用;3)具有智能手机功能的可穿戴设备虽然可以实现定位，但是其成本较高，而且不适合大众市场。
【发明内容】
[0006]为了解决上述问题，本发明提供了一种基于可穿戴设备的用户定位方法及系统，其利用可穿戴设备的蓝牙通讯模块以及现有已部署的蓝牙基站，在无需2G/3G/4G或W1-Fi网络的环境下，也不需要与智能手机建立蓝牙连接的情况下，能够基于蓝牙4.0协议将用户的位置信息以广播包方式发送至相关的服务器。
[0007]依据本发明的一方面，提供一种基于可穿戴设备的用户定位方法，包括:a)可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息;b)可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包，并根据所述广播包获得蓝牙信号强度;c)可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息;d)可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
[0008]在本发明的一实施例中，在步骤a)中进一步包括:al)通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离;a2)根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
[0009]在本发明的一实施例中，在步骤c)中，所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为dzlO^absUSSD-AVaO*!!)，其中 d 表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离， RSSI 表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔I米时所对应的蓝牙信号强度，η表示环境衰减系数。
[0010]在本发明的一实施例中，在步骤d)中，进一步包括:dl)判断用户当前是否处于移动，若是，则执行步骤d2)，否则执行步骤d3);d2)根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿;d3)根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
[0011]在本发明的一实施例中，在步骤d)之后进一步包括:el)所述可穿戴设备开启地图显示模式;e2)根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
[0012]在本发明的一实施例中，在步骤d)之后进一步包括:fl)可穿戴设备通过蓝牙方式将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站;f2)蓝牙基站通过多级转发方式将所述最终位置信息上传至云端服务器。
[0013]在本发明的一实施例中，在步骤fl)中，根据所述可穿戴设备正常工作的最大允许功耗值，并采用多次重发广播包机制，将用户的最终位置信息发送至蓝牙基站。
[0014]依据本发明的另一方面，提供一种基于可穿戴设备的用户定位系统，其包括:惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块;所述惯导定位信息获取模块、广播包接收模块、蓝牙信号强度获取模、当前位置信息计算模块和最终位置信息获取模块设置在可穿戴设备中；其中，所述惯导定位信息获取模块用于使可穿戴设备根据运动传感器所提供的位置信息并通过惯导定位算法获得惯导定位信息;所述广播包接收模块用于使所述可穿戴设备接收蓝牙基站所发送的广播包;所述蓝牙信号强度获取模块用于使所述可穿戴设备根据所述广播包获得蓝牙信号强度;所述当前位置信息计算模块用于使可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，并结合蓝牙基站的位置信息以计算用户的当前位置信息;所述最终位置信息获取模块，用于使可穿戴设备对用户的当前位置信息进行补偿惯导，以获得用户的最终位置信息。
[0015]在本发明的一实施例中，所述惯导定位信息获取模块进一步包括:移动距离获取单元和移动方向获取单元，所述移动距离获取单元和移动方向获取单元设置在可穿戴设备中；其中，移动距离获取单元，用于使可穿戴设备通过加速度传感器进行位置信息处理，以获得用户的移动距离;移动方向获取单元，用于使可穿戴设备根据陀螺仪和地磁传感器获得用户的移动方向。
[0016]在本发明的一实施例中，所述当前位置信息计算模块使得所述可穿戴设备根据所获得的蓝牙信号强度计算所述可穿戴设备与对应的蓝牙基站之间的距离，所述距离为d =10~((&化(1?51)4)/(10*11)，其中(1表示所述可穿戴设备与所述蓝牙基站之间的距离，1?51表示接收到的所述蓝牙信号强度，A表示所述蓝牙基站与所述可穿戴设备相隔I米时所对应的蓝牙信号强度，η表示环境衰减系数。
[0017]在本发明的一实施例中，所述最终位置信息获取模块进一步包括:用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元;所述用户移动判断单元、多次动态补偿单元和一次性补偿单元设置在可穿戴设备中；其中，所述用户移动判断单元用于使可穿戴设备判断用户当前是否处于移动，若是，则调用多次动态补偿单元，否则，调用一次性补偿单元;所述多次动态补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息对所述惯导定位信息进行多次动态补偿;所述一次性补偿单元用于使可穿戴设备根据用户的当前位置信息替换所述惯导定位信息，以对所述惯导定位信息进行一次性补偿。
[0018]在本发明的一实施例中，所述系统进一步包括:地图显示模式开启模块和位置标记导航模块，所述地图显示模式开启模块和位置标记导航模块设置在可穿戴设备中，其中，所述地图显示模式开启模块，用于使所述可穿戴设备开启地图显示模式;所述位置标记导航模块，用于使所述可穿戴设备根据用户的最终位置信息，在地图上进行位置的标定和导航。
[0019]在本发明的一实施例中，所述系统进一步包括:最终位置信息发送模块和最终位置信息上传模块;所述最终位置信息发送模块设置在可穿戴设备中，所述最终位置信息