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基于位置預取的定位方法及系統.pdf

關 鍵 詞:
基于 位置 定位 方法 系統
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摘要
申請專利號:

CN201110363788.9

申請日:

2011.11.16

公開號:

CN103118427B

公開日:

2015.01.07

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):H04W 64/00申請日:20111116|||公開
IPC分類號: H04W64/00(2009.01)I 主分類號: H04W64/00
申請人: 北京百度網訊科技有限公司
發明人: 殷磊
地址: 100085 北京市海淀區上地十街10號百度大廈2層
優先權:
專利代理機構: 北京鴻德海業知識產權代理事務所(普通合伙) 11412 代理人: 袁媛
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201110363788.9

授權公告號:

103118427B||||||

法律狀態公告日:

2015.01.07|||2013.08.28|||2013.05.22

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明提供了一種基于位置預取的定位方法及系統,該方法包括:S1、接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡;S2、根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡;S3、在糾偏點接收終端的定位請求信息,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度;S4、根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。本發明提供的定位方法及系統在無法取得定位信號時,通過預取的定位信息提供定位服務,提高定位成功率,并對預取的定位信息進行糾正,提高定位精度和定位速度。

權利要求書

權利要求書一種基于位置預取的定位方法,其特征在于,包括:
S1、接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡;
S2、根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡;
S3、在糾偏點接收終端的定位請求信息,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度;
S4、根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。
根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟S2中,在所述移動軌跡中斷后,在路網信息中獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟S2中,在所述移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡,具體包括:
S201、根據所述移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路;
S202、判斷所述終端位置是否與路網信息的POI相關聯;若關聯,則執行步驟S203,若否,則執行步驟S204;所述POI是在路網信息中能夠改變或轉換交通線路的線路變換點;
S203、獲取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡;
S204、以所述移動軌跡所在的交通線路作為預測軌跡。
根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯包括:
所述移動軌跡與交通線路重合;
或者,所述移動軌跡移動到交通線路上。
根據權利要求3所述的方法,其特征在于,所述POI包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點。
根據權利要求1?5任一權項所述的方法,其特征在于,所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。
根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟S3具體包括:
S301、在糾偏點接收所述終端的定位請求信息,記錄第一次到達糾偏點的時間和該糾偏點的位置;
S302、根據所述糾偏點的位置,確定出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向;
S303、根據所述到達糾偏點的時間和糾偏點的位置,計算出所述終端的運動速度。
根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟S4具體包括:
S401、根據判斷出的所述終端的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡;
S402、根據所述終端的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置;
S403、接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
根據權利要求8所述的方法,其特征在于,在所述步驟S403中,在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則將所述預取位置作為更新的定位位置。
根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述終端的移動軌跡根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定。
一種基于位置預取的定位系統,其特征在于,包括:
接收請求模塊,用于接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡;
軌跡預測模塊,用于根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡;
軌跡確認模塊,用于在糾偏點接收終端的定位請求信息后,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度;
定位模塊,用于根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述軌跡預測模塊在所述移動軌跡中斷后,在路網信息中獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述軌跡預測模塊在移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡,具體包括:
更新模塊,用于根據所述移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路;
關聯模塊,用于判斷所述終端位置是否與交通線路的POI相關聯;
調取軌跡模塊,用于根據關聯模塊的關聯結果調取路網信息作為預測軌跡,如果相關聯,調取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡;如果不相關聯,則調取所述移動軌跡的交通線路作為預測軌跡。
根據權利要求13所述的系統,其特征在于,所述移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯包括:
所述移動軌跡與交通線路重合;
或者,所述移動軌跡移動到交通線路上。
根據權利要求13所述的系統,其特征在于,所述POI包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點。
根據權利要求11?15任一權項所述的系統,其特征在于,所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述軌跡確認模塊具體包括:
確認方向模塊,用于根據所述接收請求模塊在糾偏點接收到的定位請求信息,確定出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向;
速度計算模塊,用于根據所述接收請求模塊在糾偏點接收到的定位請求信息,計算出所述終端的運動速度。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述定位模塊具體包括:
預取軌跡模塊,用于根據軌跡確認模塊判斷出的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡;
位置預取模塊,用于根據軌跡確認模塊計算得到的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置;
位置確認模塊,用于接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述位置確認模塊在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則將所述預取位置作為定位位置。
根據權利要求11所述的系統,其特征在于,所述接收請求模塊根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定所述終端的移動軌跡。

說明書

說明書基于位置預取的定位方法及系統
【技術領域】
本發明涉及一種移動定位技術,尤其涉及一種基于位置預取的定位方法及系統。
【背景技術】
移動定位是指通過特定的定位技術來獲取移動手機或終端用戶的位置信息(經緯度坐標),在電子地圖上標出被定位對象的位置的技術或服務。現有定位技術主要有三種,依靠GPS(Global Positioning System,全球定位系統)、基站、WIFI(Wireless Fidelity,無線網絡)熱點信號來推算用戶當前位置。一般采用定位成功率、定位精度和定位速度來描述三種定位技術的特點。所述定位成功率是指在定位請求信號發送后是否成功接收到定位信息的概率。定位精度是指接收到的定位信息與實際定位請求信號發出位置的偏差。定位速度是指從發出定位請求信號到接收到定位信息的時間間隔。
以用戶利用手機定位為例,基于GPS的定位方式是利用手機上的GPS定位模塊將自己的位置信號發送到定位后臺來實現移動手機定位的,GPS定位的精度高,但速度慢。基站定位則是利用基站對手機的距離的測算距離來確定手機位置的。基站定位不需要手機具有GPS定位能力,但是精度很大程度依賴于基站的分布及覆蓋范圍的大小,有時誤差會超過一公里。WIFI定位則是利用WIFI在小范圍內定位的方式,WIFI定位的精度僅次于GPS定位,但速度高于GPS定位。
當用戶開啟GPS時,則根據GPS確定用戶所在位置;若用戶的手機沒有GPS或GPS沒有開啟時,則通過用戶目前所在基站與WIFI熱點來確定位置。倘若用戶沒有在基站與WIFI的覆蓋范圍內,如用戶在高速移動的列車、汽車上或者地鐵里,由于基站切換或軌道沿線基站覆蓋不全,造成信號不好或信號缺失的情況下,無法收集定位信息,可能出現定位失敗的結果,導致定位成功率差。即使定位成功,其定位精度和定位速度都無法滿足用戶的定位需求。
【發明內容】
為了解決上述問題,本發明提供了一種基于位置預取的定位方法及系統,根據當前位置信息預取運動軌跡上的定位信息,在無法取得定位信號時,通過預取的定位信息提供定位服務,提高定位成功率,并對預取的定位信息進行糾正,提高定位精度和定位速度。
具體技術方案如下:
本發明實施例提供的一種基于位置預取的定位方法,包括:
S1、接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡;
S2、根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡;
S3、在糾偏點接收終端的定位請求信息,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度;
S4、根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。
根據本發明之一優選實施例,所述步驟S2中,在所述移動軌跡中斷后,在路網信息中獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
根據本發明之一優選實施例,所述步驟S2中,在所述移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡,具體包括:
S201、根據所述移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路;
S202、判斷所述終端位置是否與路網信息的POI相關聯;若關聯,則執行步驟S203,若否,則執行步驟S204;所述POI是在路網信息中能夠改變或轉換交通線路的線路變換點;
S203、獲取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡;
S204、以所述移動軌跡所在的交通線路作為預測軌跡。
根據本發明之一優選實施例,所述移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯包括:
所述移動軌跡與交通線路重合;
或者,所述移動軌跡移動到交通線路上。
根據本發明之一優選實施例,所述POI包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點。
根據本發明之一優選實施例,所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。
根據本發明之一優選實施例,所述步驟S3具體包括:
S301、在糾偏點接收所述終端的定位請求信息,記錄第一次到達糾偏點的時間和該糾偏點的位置;
S302、根據所述糾偏點的位置,確定出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向;
S303、根據所述到達糾偏點的時間和糾偏點的位置,計算出所述終端的運動速度。
根據本發明之一優選實施例,所述步驟S4具體包括:
S401、根據判斷出的所述終端的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡;
S402、根據所述終端的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置;
S403、接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
根據本發明之一優選實施例,在所述步驟S403中,在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則將所述預取位置作為更新的定位位置。
根據本發明之一優選實施例,所述終端的移動軌跡根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定。
相應地,本發明實施例提供一種基于位置預取的定位系統,包括:
接收請求模塊,用于接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡;
軌跡預測模塊,用于根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡;
軌跡確認模塊,用于在糾偏點接收終端的定位請求信息后,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度;
定位模塊,用于根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。
根據本發明之一優選實施例,所述軌跡預測模塊在所述移動軌跡中斷后,在路網信息中獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
根據本發明之一優選實施例,所述軌跡預測模塊在移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡,具體包括:
更新模塊,用于根據所述移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路;
關聯模塊,用于判斷所述終端位置是否與交通線路的POI相關聯;
調取軌跡模塊,用于根據關聯模塊的關聯結果調取路網信息作為預測軌跡,如果相關聯,調取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡;如果不相關聯,則調取所述移動軌跡的交通線路作為預測軌跡。
根據本發明之一優選實施例,所述移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯包括:
所述移動軌跡與交通線路重合;
或者,所述移動軌跡移動到交通線路上。
根據本發明之一優選實施例,所述POI包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點。
根據本發明之一優選實施例,所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。
根據本發明之一優選實施例,所述軌跡確認模塊具體包括:
確認方向模塊,用于根據所述接收請求模塊在糾偏點接收到的定位請求信息,確定出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向;
速度計算模塊,用于根據所述接收請求模塊在糾偏點接收到的定位請求信息,計算出所述終端的運動速度。
根據本發明之一優選實施例,所述定位模塊具體包括:
預取軌跡模塊,用于根據軌跡確認模塊判斷出的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡;
位置預取模塊,用于根據軌跡確認模塊計算得到的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置;
位置確認模塊,用于接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
根據本發明之一優選實施例,所述位置確認模塊在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則將所述預取位置作為定位位置。
根據本發明之一優選實施例,所述接收請求模塊根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定所述終端的移動軌跡。
由以上技術方案可以看出,本發明提供的一種基于位置預取的定位方法及系統,根據當前位置信息預測用戶的運動軌跡,預取運動軌跡上的定位信息,為運動路線上無法定位的用戶提供定位服務,也能提供位置信息顯示結果,提高定位成功率。在信號獲取不順暢時,采用位置預取提供定位服務,當再次獲取到信號后,能夠及時地糾正錯誤的位置信息,提高定位精度與定位速度。
【附圖說明】
圖1是本發明實施例提供的基于位置預取的定位方法流程圖;
圖2是本發明實施例提供的基于位置預取的定位方法具體流程圖;
圖3是本發明實施例1的線路示意圖;
圖4是本發明實施例提供的基于位置預取的定位系統框圖。
【具體實施方式】
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚,下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。
本發明提供一種基于位置預取的定位方法,如圖1和圖2所示,包括以下步驟:
S1、接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡。
接收到終端的定位請求信息,可以確定所述終端位置信息,通過至少兩次的定位得到兩次定位位置的距離和時間,即可以計算得到所述終端當前的運動方向和速度,從而對所述終端的移動軌跡進行跟蹤。經過多次定位后,其確定的移動軌跡較為準確。
所述定位請求信息可以通過GPS、基站或WIFI熱點中任一種方式進行接收,在信號狀態發生改變時,可以根據實際情況進行切換。
S2、根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡。
路網信息可以采用交通信息中心提供的路網數據信息,或者,也可以通過預先采集或收集軌道交通沿線、高速公路沿線等路段的定位信息,計算沿線坐標信息和每個路段運行速度等數據,預先存儲于路網數據庫中。路網信息由各類各級的交通網路所組成,一般包括主次干路、支路、軌道交通(如地鐵、輕軌等)、快速路以及高速路等各種交通道路,根據交通道路的幾何形狀、長度以及道路的標識、POI(Point Of Interest,興趣點)等數據標示于地圖上。
在終端用戶的運動過程中,最有可能是沿著路的方向進行移動,軌道交通沿線和公路沿線可以較好地約束終端用戶運動方向和運動速度。因而,在進行定位的過程中,結合路網信息中的交通線路進行位置預測。所述交通線路包括軌道交通、高速公路以及路段。
在本步驟中,所述移動軌跡和路網信息的結合,可以在所述移動軌跡中斷后,即暫時無法接收到定位請求信號時,才在路網信息中根據所述移動軌跡獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
或者,也可以在任何時候都與路網信息結合,且在所述移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡。所述移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯包括:所述移動軌跡與交通線路重合;或者,所述移動軌跡移動到交通線路上。
在所述移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡,具體包括以下步驟:
S201、根據所述移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路。
根據確定的終端位置,在路網信息中獲取所述終端當前位置的路網信息,包括以當前位置為中心一定范圍內的軌道交通、公路沿線等各種交通道路相關的數據,比如軌道交通沿線的坐標以及運行速度。
S202、判斷所述終端位置能否與路網信息的POI相關聯;若關聯,則執行步驟S203,若否,則執行步驟S204。
所述POI是在路網信息中能夠改變或轉換交通線路的變換點,一般包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點,例如,地鐵站名稱、十字路口和分叉路口等。比如,“中關村”地鐵站、“西直門”地鐵站等地鐵站名,“薊門橋”十字路口等路口名稱。
判斷所述終端位置的坐標信息與POI的坐標信息是否相一致,如果一致則認為相關聯。在實際應用時,可以設定在一個合理的誤差范圍,如果兩個坐標點之間的距離小于此誤差范圍,就判定為相一致。
S203、調取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡。
當所述終端位置與POI相關聯時,所述終端的運動方向可能要發生變化。最有可能的運動方向是沿著交通線路的方向,因而,調取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡。
比如,如果終端位置與地鐵站的POI相關聯時,則調取該地鐵站的地鐵運行軌跡作為預測軌跡。如果當前位置與高速公路收費站的POI相關聯時,則調取該高速公路收費站所在的高速公路作為預測軌跡。如果所述興趣點包括多種交通線路,則調取該POI上相關的所有線路作為預測軌跡。
S204、以所述移動軌跡所在的交通線路作為預測軌跡。
當所述終端位置與POI不相關聯時,說明終端的移動軌跡是在交通路線上移動的,此時終端的運動方向通常不會發生改變,沿著原有的運動方向繼續移動。因而,調取所述移動軌跡所在的交通線路作為預測軌跡即可。比如,之前跟蹤到的移動軌跡是在路網信息中的“北三環西路”路上,則調取“北三環西路”線路作為預測軌跡即可。
S3、在糾偏點接收終端的定位請求信息,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度。
由于所述預測軌跡可能有很多個方向,此時并不能確定終端的運動方向,需要通過再次接收到的定位請求信號來判斷。這個過程中,只要再接收到一次定位請求信息即可判斷出所述終端的運動方向。
一種方式是,在糾偏點上接收定位請求信息。所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。在每個預測軌跡上標記若干個糾偏點,以便于對預測位置進行確認,推算出終端的運動方向和運動速度。糾偏點是預測軌跡上的點,可以間隔一定距離(比如幾米或幾十米)標記一個糾偏點,可以在預測軌跡上所有可能的運動方向上均標記有糾偏點。
優選地,步驟S3具體包括以下步驟:
S301、在糾偏點接收所述終端的定位請求信息,記錄第一次到達糾偏點的時間和該糾偏點的位置。
S302、根據所述糾偏點的位置,確定出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向。
S303、根據所述到達糾偏點的時間和糾偏點的位置,計算出所述終端的運動速度。
糾偏點是軌跡上在各個方向上標記的點,當到達到軌跡上的糾偏點時,可以確定運動方向,同時根據時間間隔和位置的距離得到運動速度。
如果根據接收的定位請求信息沒有被定位到糾偏點上時,可以先判斷所得到的該定位位置是否在選取的預測軌跡上,如果在,則將該定位位置確定所述終端的運動方向,并通過該定位位置和時間間隔計算得到運動速度。如果不在任何預測軌跡上,則根據該定位位置確定預測軌跡上與其最靠近的那個方向為所述終端的運動方向,運動速度可以暫時取預存的軌跡上的平均速度,或者,根據在確定的軌跡方向上的投影距離和時間間隔計算運動速度。
S4、根據所述終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。
具體包括以下步驟:
S401、根據判斷出的所述終端的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡。
確定了所述終端的運動方向后,則選取該方向上的預測軌跡作為所述終端的軌跡進行預取定位,可以將其他方向的軌跡數據丟棄。
S402、根據所述終端的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預測位置。
S403、接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
在這個過程中,如果接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則認為沒有定位信號,將所述預取位置作為定位位置。
值得一提的是,本發明是循環不斷地進行位置預取的過程,通過當前時刻的位置信息及運動軌跡,結合路網信息中的交通線路軌跡,預測得到終端的運動軌跡,通過再次獲取定位請求進行確認該運動軌跡的方向和速度,同時更新和糾正下一時刻的預測位置。
實施例1、如圖3所示,以手機用戶搭乘地鐵為例,圖中所示為該用戶前往地鐵站1的線路示意圖。
首先,接收用戶的定位請求信息,確定該用戶當前的位置,記錄終端當前的運動方向和速度,跟蹤用戶的移動軌跡。
所述用戶的移動軌跡根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定。IMEI號是國際移動設備身份碼(International Mobile Equipment Identity)的縮寫,是由15位數字組成的″電子串號″,唯一地與每臺手機一一對應。在用戶發送的定位請求信息中記錄有其IMEI號。
用戶的定位請求信息是間隔一段時間連續發送的,一般來說是每間隔0.5s或1s發送一次定位請求信息。根據用戶發送的定位請求信息,確定用戶當前的位置、方向和速度等參數,從而可以判斷到用戶的移動軌跡是向地鐵站的方向靠近,在用戶進入地鐵站時,根據該移動軌跡可以判斷出用戶是進地鐵站,而不是從地鐵站出來。
在未進入地鐵站之前,手機還可以搜索到GPS定位衛星,可以優選采用GPS信號進行定位,當進入地鐵站后,則不能搜索到GPS定位衛星,可以采用基站信號或WIFI熱點信號進行定位。
當進入地鐵站時,可以判斷到此時用戶的定位坐標與路網信息中的POI(該地鐵站的坐標信息)相關聯,關聯到的POI為地鐵站1,是個地鐵站站名,則調取路網信息中該地鐵站1的地鐵沿線的地理位置作為用戶的預測軌跡,并在該軌跡上標記若干個糾偏點,圖中所示的糾偏點11、12、13、21、22和23,所述糾偏點為有定位信號覆蓋的位置,定位信號可以是GPS信號、基站信號、WIFI信號中任意一種。
在路網信息中預先采集或收集軌道交通沿線、高速公路沿線的定位信息,并計算沿線坐標。因而,在路網信息中預存有地鐵沿線的位置坐標信息以及地鐵沿線上各個路段的平均運行速度。
獲取到地鐵沿線的坐標信息后,在未確定用戶的運動方向之前,在各個可能的運動方向上都要標記糾偏點。根據地鐵可能的運行方向來確定需要標記的方向。如果地鐵有兩個運行方向,則在兩個運行方向上均標記上糾偏點,糾偏點是地鐵沿線上的點,可以間隔一定距離(比如幾米或幾十米)標記一個,圖中為2個方向,包括糾偏點11、12、13、21、22、23等。如果地鐵有四個運行方向,則在四個運行方向上均標記上糾偏點。同理,根據路網信息中交通線路的方向個數N(N為正整數),可以在N個方向上標記糾偏點。
在糾偏點接收用戶的定位請求信息,根據此時的定位請求信息所在的糾偏點的位置判斷用戶的運動方向。當接收到的用戶請求信息第一次到達糾偏點時,記錄第一次到達糾偏點的時間和該糾偏點的位置,如圖3中到達糾偏點11,則根據糾偏點11的位置信息和時間,判斷出用戶的運動方向為沿著地鐵上從地鐵站1往該糾偏點11的方向,即從地鐵站1往地鐵站2的方向。同時,根據地鐵上該糾偏點11的位置和到達的時間,計算出所述用戶的運動速度。
在判斷出用戶的運動方向是從地鐵站1往地鐵站2的方向,則預取該方向上的地鐵沿線的坐標信息,同時將其他方向的地鐵沿線坐標信息丟棄,只保留一個運動方向上的坐標信息。
根據計算出的運動速度,在預取的地鐵沿線上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置。在接收到下一時刻的定位請求信息,確定此時用戶的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則認為沒有定位信號,將所述預取位置作為更新的定位位置。
另外,在地鐵運行的過程中,高速行駛的列車的信號不好,可能會暫時失去通訊。由于用戶是沿著地鐵沿線移動的,則可以通過用戶的運動方向和運動速度對用戶的位置信息進行預測,在暫時失去通訊時顯示預測的位置信息,并根據定位信息可用時的第二次定位來糾正預測的位置信息,同時實時計算用戶的運動速度,以便進行下一時刻的位置預取和糾偏。即使在無法實時計算用戶運動速度和運動方向時,還可以根據地鐵沿線上各個路段的平均運行速度,預測出下個時刻到達的位置,當方向還不能確定時,可以任選一個方向作為預測位置。由于暫時失去通訊的時間間隔不會太長,可以根據當前的運動狀態進行預測,提高了定位成功率和定位速度,當再次能夠獲取定位信號時,定位的位置信息則可以得到糾正。
實施例2、
用戶在搭乘的地鐵列車上,此時由于搜索不到GPS衛星沒有辦法采用GPS定位,是通過基站進行定位。但在沒有采用位置預取的方法時,由于基站的定位精度不高,可能出現用戶原本在地鐵上,卻被定位到地鐵周邊的區域上去,如圖3中的基站定位點。
本發明則通過位置預取的方式,則可以預測到用戶的運動方向是沿著地鐵的軌跡移動,能夠將定位位置從圖中的基站定位點糾正到地鐵沿線上。通過得到的基站定位點,可以判斷到用戶的運動方向是從地鐵站1開往地鐵站2的方向,但此時不能確定運動到地鐵上的哪一點,則根據預存的地鐵運行速度和這個過程中耗費的時間,可以推算出用戶此時在地鐵上的位置信息,如圖3中的預測點。
由此可見,本發明采用預取的方式,結合軌道交通等路網信息,根據判斷直接取出道路上的所有點,對于基站定位精度不高的情況,可以很好的修正定位結果,可以把定位位置糾正到地鐵上,避免出現用戶原本在地鐵上,卻被定位到地鐵周邊的區域上去的情況,提高了定位精度。
相應地,本發明還提供一種基于位置預取的定位系統,如圖4所示,包括:
接收請求模塊10,用于接收終端的定位請求信息,確定所述終端位置及移動軌跡。
定位系統通過接收請求模塊10接收到終端的定位請求信息,可以確定所述終端位置信息,通過至少兩次的定位得到兩次定位位置的距離和時間,即可以計算得到所述終端當前的運動方向和速度,從而對所述終端的移動軌跡進行跟蹤。經過多次定位后,其確定的移動軌跡較為準確。
其中,所述定位請求信息可以通過GPS、基站或WIFI熱點中任一種方式進行接收,在信號狀態發生改變時,定位系統可以根據實際情況切換信號。
所述接收請求模塊10根據接收到的定位請求信息中記錄的IMEI號進行確定所述終端的移動軌跡。
軌跡預測模塊20,用于根據所述移動軌跡和路網信息,計算預測軌跡。
路網信息可以采用交通信息中心提供的路網數據信息,或者,也可以通過預先采集或收集軌道交通沿線、高速公路沿線等路段的定位信息,計算沿線坐標信息和每個路段運行速度等數據,預先存儲于路網數據庫中。路網信息由各類各級的交通網路所組成,一般包括主次干路、支路、軌道交通(如地鐵、輕軌等)、快速路以及高速路等各種交通道路,根據交通道路的幾何形狀、長度以及道路的標識、POI(Point Of Interest,興趣點)等數據標示于地圖上。
在終端用戶的運動過程中,最有可能是沿著路的方向進行移動,軌道交通沿線和公路沿線可以較好地約束終端用戶運動方向和運動速度。因而,在進行定位的過程中,結合路網信息中的交通線路進行位置預測。所述交通線路包括軌道交通、高速公路以及路段。
軌跡預測模塊20在所述移動軌跡中斷后,即暫時無法接收到定位請求信號時,才在路網信息中根據所述移動軌跡獲取所述終端位置的交通線路作為預測軌跡。
或者,軌跡預測模塊20在移動軌跡與路網信息中交通線路相關聯時,將交通線路作為預測軌跡。此時,移動軌跡與路網信息中的交通線路相關聯的情況包括:移動軌跡與交通線路重合;或者,移動軌跡移動到交通線路上。此時,軌跡預測模塊20具體包括:
更新模塊201,用于根據移動軌跡獲取或更新所述終端位置的交通線路。
路網信息模塊201根據確定的終端位置,在路網信息中獲取所述終端當前位置的路網信息,包括以當前位置為中心一定范圍內的軌道交通、公路沿線等各種交通道路相關的數據。
關聯模塊202,用于判斷所述接收請求模塊10確定的終端當前位置能否是否與所述路網信息模塊201獲取的交通線路的POI路網信息的興趣點相關聯。
所述POI是在路網信息中能夠改變或轉換交通線路的變換點,一般包括軌道交通站點、高速公路站點以及路段的交匯點,例如,地鐵站名稱、十字路口和分叉路口等。比如,“中關村”地鐵站、“西直門”地鐵站等地鐵站名,“薊門橋”十字路口等路口名稱。
關聯模塊202判斷所述終端位置的坐標信息與POI的坐標信息是否相一致,如果一致則認為相關聯。在實際應用時,可以設定在一個合理的誤差范圍,如果兩個坐標點之間的距離小于此誤差范圍,就判定為相一致。
調取軌跡模塊203,用于根據關聯模塊的關聯結果調取路網信息作為預測軌跡,如果相關聯,調取該POI上交通線路的運行軌跡作為預測軌跡;如果不相關聯,則調取所述移動軌跡的交通線路作為預測軌跡。
當調取軌跡模塊203判斷到所述終端當前位置與POI相關聯時,所述終端的運動方向可能要發生變化。最有可能的運動方向是沿著交通線路的方向,因而,調取該POI上的交通線路的運行軌跡作為預測軌跡。
比如,如果終端位置與地鐵站的POI相關聯時,則調取該地鐵站的地鐵運行軌跡作為預測軌跡。如果當前位置與高速公路收費站的POI相關聯時,則調取該高速公路收費站所在的高速公路作為預測軌跡。如果所述興趣點包括多種交通線路,則調取該POI上相關的所有線路作為預測軌跡。
當調取軌跡模塊203判斷到所述終端位置與POI不相關聯時,說明終端的移動軌跡是在交通路線上移動的,此時終端的運動方向通常不會發生改變,沿著原有的運動方向繼續移動。因而,調取所述移動軌跡所在的交通線路作為預測軌跡即可。比如,之前跟蹤到的移動軌跡是在路網信息中的“北三環西路”,則調取“北三環西路”線路作為預測軌跡即可。
軌跡確認模塊30,用于在糾偏點接收所述接收請求模塊10接收的定位請求信息后,依據所述糾偏點的位置和所述預測軌跡,確定所述終端的運動方向和運動速度。
由于所述預測軌跡可能有很多個方向,此時并不能確定終端的運動方向,需要通過軌跡確認模塊30再次接收到的定位請求信號來判斷。這個過程中,定位系統只要再接收到一次定位請求信息即可判斷出所述終端的運動方向。
一種方式是,在糾偏點上接收定位請求信息。所述糾偏點是在所述預測軌跡上能夠通過GPS信號或基站信號或WIFI熱點信號進行定位的點。在每個預測軌跡上標記若干個糾偏點,以便于對預測位置進行確認,推算出終端的運動方向和運動速度。糾偏點是預測軌跡上的點,可以間隔一定距離(比如幾米或幾十米)標記一個糾偏點,可以在預測軌跡上所有可能的運動方向上均標記有糾偏點。
所述軌跡確認模塊30具體包括:
確認方向模塊301,用于根據所述接收請求模塊10在糾偏點接收到的定位請求信息,確定出終端的運動方向為沿著預測軌跡上往該糾偏點所在的方向。
速度計算模塊302,用于根據所述接收請求模塊10在糾偏點接收到的定位請求信息,計算出所述終端的運動速度。
優選地,確認方向模塊301和速度計算模塊302通過記錄到的第一次到達糾偏點的時間和該糾偏點的位置進行計算。確認方向模塊301根據記錄的位置,判斷出所述終端的運動方向為沿著預測軌跡往該糾偏點所在的方向。速度計算模塊302根據到達糾偏點的時間和糾偏點的位置,計算出所述終端的運動速度。
糾偏點是軌跡上在各個方向上標記的點,當到達到軌跡上的糾偏點時,可以確定運動方向,同時根據時間間隔和位置的距離得到運動速度。
如果根據接收的定位請求信息沒有被定位到糾偏點上時,可以先判斷所得到的該定位位置是否在選取的預測軌跡上,如果在,則將該定位位置確定所述終端的運動方向,并通過該定位位置和時間間隔計算得到運動速度。如果不在任何預測軌跡上,則根據該定位位置確定預測軌跡上與其最靠近的那個方向為所述終端的運動方向,運動速度可以暫時取預存的軌跡上的平均速度,或者,根據在確定的軌跡方向上的投影距離和時間間隔計算運動速度。
定位模塊40,用于根據終端的運動方向和運動速度,預取所述終端在運動方向上的預測軌跡進行定位。具體包括:
預取軌跡模塊401,用于根據軌跡確認模塊判斷出的運動方向,預取所述終端在該運動方向上的預測軌跡。
經過軌跡確認模塊30確定了所述終端的運動方向后,預取軌跡模塊401選取該方向上的預測軌跡作為所述終端的軌跡進行預取定位,可以將其他方向的軌跡數據丟棄。
位置預取模塊402,用于根據軌跡確認模塊計算得到的運動速度,在預取的預測軌跡上計算出下一時刻到達的位置作為預取位置。
位置確認模塊403,用于接收下一時刻的定位請求信息,確定此時所述終端的所在位置,并判斷該位置是否在所述預測軌跡上,如果在,則將定位位置更新為該位置,否則,將預取位置作為更新的定位位置。
位置確認模塊403在接收下一時刻的定位請求信息時,若接收時間超過所述終端發送定位信號的一個固定周期仍沒有收到定位請求信息,則認為沒有定位信號,將所述預取位置作為定位位置。
值得一提的是,本發明提供的定位系統的定位過程是循環不斷地進行位置預取的過程,通過當前時刻的位置信息及運動軌跡,結合路網信息中的交通線路軌跡,預測得到終端的運動軌跡,通過再次獲取定位請求進行確認該運動軌跡的方向和速度,同時更新和糾正下一時刻的預測位置。
本發明提供的定位方法及系統是根據用戶當前的位置預測用戶的運動軌跡,預先把該軌跡的各個位置預先計算出來用于定位,并在該軌跡上預取運動軌跡上的定位信息,同時標記若干位置作為糾偏點,為運動路線上無法定位的用戶提供定位服務,提高定位成功率;對定位偏差點進行糾正,提高了定位精度;在沒有定位信息時通過預取出的定位信息進行定位,減少了顯示位置信息過程中等候獲取定位信號的時間,提高定位速度。在無定位信號(GPS信號、基站信號、WIFI信號)或定位信號較弱的環境下有較為明顯的意義,尤其對于軌道交通和高速公路。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已,并不用以限制本發明,凡在本發明的精神和原則之內,所做的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明保護的范圍之內。

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