CN107289924A - 一种基于位置信息的地图自适应切换方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于位置信息的地图自适应切换方法，包括以下步骤：采用MEMS‑IMU的室内定位算法得到目标单位的三坐标位置信息，其中，所述三坐标位置信息包括代表平面第一坐标方向的第一坐标信息、代表平面第二坐标方向的第二坐标信息和代表竖直方向的第三坐标信息；根据所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息和所述第三坐标信息得到所述目标单位在所在建筑中的所在楼层；从存储单元中调取所述目标单位在所在楼层的地图并显示，其中，所述存储单元预先存储有所述目标单位所在建筑的各楼层的地图。本发明具有如下优点：可以实现目标单位的室内定位并在相应的地图上显示，更直观、准确。

Description

一种基于位置信息的地图自适应切换方法
技术领域
本发明涉及室内定位领域，特别涉及一种基于位置信息的地图自适应切换方法。
背景技术
导航服务作为一项基础服务，为的生活带来了很大的便利。室外定位技术已经比较成熟，北斗卫星导航***投入使用后，为全球用户提供了高精度，高可靠的定位、导航、授时服务。
随着定位与导航技术的发展和普及，人们对基于位置的服务需求日益增加，尤其在如大型商场、展厅、仓库、超市、图书馆等复杂的室内环境中常常需要确定位置信息。现有建筑多为多层建筑，在确定位置信息后根据位置信息在地图上显示室内行人位置并根据所在楼层自适应切换到对应地图至关重要。
发明内容
本发明旨在至少解决上述技术问题之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于位置信息的地图自适应切换方法，提高室内定位的精度和稳定性。
为了实现上述目的，本发明的实施例公开了一种基于位置信息的地图自适应切换方法，包括以下步骤：S1：采用MEMS-IMU的室内定位算法得到目标单位的三坐标位置信息，其中，所述三坐标位置信息包括代表平面第一坐标方向的第一坐标信息、代表平面第二坐标方向的第二坐标信息和代表竖直方向的第三坐标信息；S2：根据所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息和所述第三坐标信息得到所述目标单位在所在建筑中的所在楼层；S3：从存储单元中调取所述目标单位在所在楼层的地图并显示，其中，所述存储单元预先存储有所述目标单位所在建筑的各楼层的地图。
进一步地，所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息通过建筑设计CAD图得到。
进一步地，步骤S2进一步包括：将所述第三坐标信息与所述目标单位所在建筑各楼层的楼层高度进行匹配比较，将差值绝对值最小的楼层作为所述目标单位在所在建筑中的所在楼层。
进一步地，还包括：多次采集所述目标单位的三坐标位置信息，并在相应的楼层地图持续显示所述目标单位的运动轨迹。
根据本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法，在已知建筑层高的前提下，利用基于MEMS-IMU的室内定位算法输出的定位结果即位置信息(x，y，z)中的z坐标值，判断室内目标单位当前时刻所在楼层，当室内目标单位所在楼层改变时自动切换到对应楼层地图，以实现室内定位结果在对应楼层地图上显示，更直观、准确。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法的流程图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参照下面的描述和附图，将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本发明的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本发明的实施例的范围不受此限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
以下结合附图描述本发明。
图1是本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法的流程图。
如图1所示，本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法，包括以下步骤：
S1：采用MEMS-IMU的室内定位算法得到目标单位(例如行人)的三坐标位置信息，其中，三坐标位置信息包括代表平面第一坐标方向的第一坐标信息、代表平面第二坐标方向的第二坐标信息和代表竖直方向的第三坐标信息。
具体地，利用MEMS-IMU集成的三轴加速度计和三轴角速度测得的三轴加速度和三轴角速度值，利用双重积分原理估计室内目标单位的当前位置，从而得到位置信息(x，y，z)。其中，x代表平面第一坐标方向的第一坐标信息，y代表平面第二坐标方向的第二坐标信息，z代表竖直方向的第三坐标信息。
需要说明的是，MEMS-IMU是一种微机电惯性测量单元，捷联在室内行人脚部，其集成三轴加速度计和三轴陀螺仪，在行人运动过程中采集三轴加速度(acc_x，acc_y，acc_z)、三轴角速度(gyr_x，gyr_y，gyr_z)信息。利用双重积分法由三轴加速度和三轴角速度得到位置信息的基本原理是对加速度进行一次积分得到速度，再对速度进行一次积分得到位置，再利用角速度确定行人运动方向，确定初始位置，即可得到当前时刻行人的位置。
S2：根据目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息和第三坐标信息得到目标单位在所在建筑中的所在楼层。
在本发明的一个实施例中，步骤S2进一步包括：将第三坐标信息与目标单位所在建筑各楼层的楼层高度进行匹配比较，将差值绝对值最小的楼层作为目标单位在所在建筑中的所在楼层。
具体地，对于不同建筑，其总体高度不同，有的建筑每层高度也有区别，每栋建筑在设计时，层数及每层高度都是确定好的。以任意一栋n层建筑为例，假设其每层高度相同，则每层离地面高度约为：
h(k)＝(k-1)·Δh,k≥1
h(k)＝k·Δh,k≤-1
其中，h(k)为建筑第k层高度，Δh为建筑每层高度，k为建筑第k层，k≥1时表示建筑地上第k层，k≤-1时表示地下第k层。
在本发明的一个实施例中，目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息通过建筑设计CAD图得到，进行设置并保存，以作为某采样时刻室内目标单位所在楼层的判断依据。
假设目标单位在某室内建筑内运动，将其一短时间内的运动轨迹得到的定位结果依次保存。为了判断其初始时刻在建筑的第几层，即其是从第几层开始运动，读取定位算法输出的第一组定位结果，即位置信息(x1,y1,z1)。
i＝1时刻，将z1坐标值与所有楼层高度比较，并计算二者绝对值最小值，公式如下：
Δh(k)＝|z1-h(k)|
Δh(1)min＝minΔh(k)
其中，k为第k层，z1为第1个定位结果的z坐标值，Δh(k)为第1个定位结果的z坐标值与第k层高度差值的绝对值，Δh(1)min为Δh(k)的最小值。
得到绝对值最小值后，其对应的楼层即为初始时刻室内目标单位最接近的楼层，作为初始时刻室内目标单位所在楼层。
S3：从存储单元中调取目标单位在所在楼层的地图并显示，其中，存储单元预先存储有目标单位所在建筑的各楼层的地图。
具体地，由于预先存储有目标单位所在建筑的地图(从建筑CAD图进行相关处理得到)，但判断出目标单位所在楼层后，在相应楼层中显示目标单位的位置(通过步骤S1中得到的x坐标和y坐标得到)。
在本发明的一个实施例中，还包括：多次采集目标单位的三坐标位置信息，并在相应的楼层地图持续显示目标单位的运动轨迹。
具体地，在相连两次采集目标单位的三坐标位置信息时，首先根据当前坐标zi+1与前一次坐标zi是否处于同一楼层(判断方式参见步骤S2)，如果处于同一楼层，则不用更换楼层地图，只需显示最新当前坐标在楼层中的位置即可；如果不处于同一楼层，则首先获取目标单位当前所处楼层的地图，并在新打开的地图中显示目标单位所在位置。根据多次采集位置得到目标单位的运动轨迹，进而可以对目标单位进行监控或分析运动轨迹。
根据本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法，在已知建筑层高的前提下，利用基于MEMS-IMU的室内定位算法输出的定位结果即位置信息(x，y，z)中的z坐标值，判断室内目标单位当前时刻所在楼层，当室内目标单位所在楼层改变时自动切换到对应楼层地图，以实现室内定位结果在对应楼层地图上显示，更直观、准确。
另外，本发明实施例的基于位置信息的地图自适应切换方法的其它构成以及作用对于本领域的技术人员而言都是已知的，为了减少冗余，不做赘述。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (4)

1.一种基于位置信息的地图自适应切换方法，其特征在于，包括以下步骤：
采用MEMS-IMU的室内定位算法得到目标单位的三坐标位置信息，其中，所述三坐标位置信息包括代表平面第一坐标方向的第一坐标信息、代表平面第二坐标方向的第二坐标信息和代表竖直方向的第三坐标信息；
根据所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息和所述第三坐标信息得到所述目标单位在所在建筑中的所在楼层；
从存储单元中调取所述目标单位在所在楼层的地图并显示，其中，所述存储单元预先存储有所述目标单位所在建筑的各楼层的地图。
2.根据权利要求1所述的基于位置信息的地图自适应切换方法，其特征在于，所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息通过建筑设计CAD图得到。
3.根据权利要求1所述的基于位置信息的地图自适应切换方法，其特征在于，所述根据所述目标单位所在建筑的各楼层的楼层高度信息和所述第三坐标信息得到所述目标单位在所在建筑中的所在楼层进一步包括：
将所述第三坐标信息与所述目标单位所在建筑各楼层的楼层高度进行匹配比较，将差值绝对值最小的楼层作为所述目标单位在所在建筑中的所在楼层。
4.根据权利要求1所述的基于位置信息的地图自适应切换方法，其特征在于，还包括：
多次采集所述目标单位的三坐标位置信息，并在相应的楼层地图持续显示所述目标单位的运动轨迹。
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