[發(fā)明專利]一種基于光強度的多傳感器室內(nèi)定位裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310325495.0
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103399298A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚光;謝波;毛成華
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院
• 主分類號: G01S5/16
• 分類號: G01S5/16
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武;沈祖鋒

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及定位技術(shù)，尤其涉及一種基于光強度的多傳感器室內(nèi)定位裝置與方法。

【背景技術(shù)】

隨著信息和通信技術(shù)的普及，人們對室內(nèi)定位信息的需求與日俱增，在諸如商場、機場、展廳、寫字樓、倉庫、地下停車場等公共場所都需要使用準(zhǔn)確的定位信息，例如在商場導(dǎo)購、大型倉庫管理、公共場所尋人等應(yīng)用場景。精確的室內(nèi)定位信息能夠?qū)捎每臻g和庫存物資實現(xiàn)高效管理，能夠?qū)Ш骄臁⑾绬T、士兵、醫(yī)務(wù)工作人員在特定場所完成特定的室內(nèi)任務(wù)，因此室內(nèi)定位技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，傳統(tǒng)的定位系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足室內(nèi)定位需求。GPS雖然在室外定位方面能滿足很多應(yīng)用的需求，但是由于混凝土等障礙物對信號存在遮擋，限制了其在室內(nèi)環(huán)境中的應(yīng)用。

目前室內(nèi)定位技術(shù)主要包括鄰近檢測法、指紋匹配法和多邊/角度法等。鄰近檢測法將檢測到的信號源位置作為定位位置，其缺點是精度較低；指紋匹配方法利用室內(nèi)環(huán)境中的信號特征匹配可獲取較高的定位精度，但定位結(jié)果易受室內(nèi)多徑效應(yīng)和環(huán)境變化等影響，且建立指紋數(shù)據(jù)庫工作繁瑣；多邊/角度法需要預(yù)先通過其他算法精確測量定位點到參考點的距離/角度等信息，再利用三邊測量法等對目標(biāo)進行定位，如果測距/角設(shè)備精度較高，參考節(jié)點位置信息準(zhǔn)確、測量距離準(zhǔn)確，就可以精確地測得目標(biāo)節(jié)點的位置，但精度高的測距/角設(shè)備較為昂貴、成本較高，若在在實際測量中采用精度一般的測距/角設(shè)備又會存在誤差，結(jié)果不夠準(zhǔn)確。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明旨在解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提出一種基于光強度的多傳感器室內(nèi)定位裝置與方法。

本發(fā)明一方面提出一種基于光強度的多傳感器室內(nèi)定位裝置，該裝置包括：光傳感器組、磁傳感器組、點光源、數(shù)據(jù)處理模塊以及存儲模塊。其中，所述光傳感器組包括N個光傳感器，N≥6，所述光傳感器組呈棱臺形，所述N個光傳感器設(shè)于所述棱臺的外表面，在室內(nèi)任何位置至少三個所述光傳感器能采集到所述點光源的光信號數(shù)據(jù)；所述存儲模塊存儲所述點光源的坐標(biāo)值以及所述N個光傳感器傳感平面的初始單位法向量值；所述磁傳感器組獲取當(dāng)前航向角；所述數(shù)據(jù)處理模塊根據(jù)所述光信號數(shù)據(jù)獲取光強值，并根據(jù)所述航向角以及初始單位法向量值獲取當(dāng)前單位法向量值，再根據(jù)當(dāng)前單位法向量值、光強值、點光源的坐標(biāo)值以及光強模型建立包含至少三個方程的方程組，并求解所述方程組，獲得所述光傳感器組的坐標(biāo)值，其中，所述方程由光強模型s=f_d(d)f_μ(μ)f_ω(ω)建立，s為光信號的光強值，距離d=(x0-x)2+(y0-y)2+(z0-z)2,]]>(x₀、y₀、z₀)為點光源的坐標(biāo)值，(x,y,z)為所述光傳感器的位置坐標(biāo)，f_d(d)為光強值與距離d的關(guān)系函數(shù)，f_μ(μ)、f_ω(ω)分別為光強值與角度μ、ω的關(guān)系函數(shù)，μ=arcsin(|A(x₀-x)+B(y₀-y)+C(z₀-z)|/d)，其中，(A,B,C)為所述光傳感器傳感平面的當(dāng)前單位法向量值，ω=arccos?z₀-z)/d)。