[發明專利]一種基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統及其方法

無效

• 申請號: 201410294387.6
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104075714A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 陳翔;許理研;王紅蘭;郭陽;匡磊;徐文超
• 申請（專利權）人: 華東師范大學;上海詠輿通信技術有限公司
• 主分類號: G01C21/14
• 分類號: G01C21/14
• 代理公司: 上海麥其知識產權代理事務所(普通合伙) 31257
• 代理人: 董紅曼

1.一種基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統，其特征在于，包括：

傳感器裝置(10)，其實時地接收所述定位系統所處環境的加速度及方向屬性，生成方向傳感數據與加速度傳感數據；

數據處理裝置(20)，其與所述傳感器裝置(10)連接，分別根據所述方向傳感數據與所述加速度數據得到方向數據與位移數據，并對所述方向數據與位移數據進行整合，得到整合的位置信息；

人機交互裝置(30)，其與所述數據處理裝置(20)連接，提供用戶與所述定位系統的交互通道，用于接收用戶輸入的指令與實時輸出所述位置信息。

2.如權利要求1所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統，其特征在于，所述傳感器裝置(10)包括方向傳感器(11)與加速度傳感器(12)；所述方向傳感器(11)用于探測所述定位系統的方向屬性得到方向傳感數據；所述加速度傳感器(12)用于探測所述定位系統的加速度屬性得到加速度傳感數據。

3.如權利要求1所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統，其特征在于，所述傳感器裝置(10)為MEMS傳感器。

4.如權利要求1所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統，其特征在于，所述數據處理裝置(20)包括：

方向計算單元(21)，其用于根據所述方向傳感數據計算相對于事先設定的初始方向的偏移量得到方向數據；

步伐監測單元(22)，其計算并監測所述加速度傳感數據計算步伐的數量；

步長估計單元(23)，其根據所述加速度傳感數據提供步長信息；

位移計算單元(24)，其根據所述步伐的數量與所述步長信息計算距離得到位移數據；

位置信息合成單元(25)，其在前一單位時刻的位置信息基礎上，以所述方向數據為偏向角，以所述位移信息為偏向距離，得到下一單位時刻點的位置信息。

5.如權利要求1所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航系統，其特征在于，所述人機交互裝置(30)包括：

按鍵控制單元(31)，其提供用戶輸入指令；

顯示輸出單元(32)，其與所述數據處理裝置(20)及所述按鍵控制單元(31)連接，用于接收用戶輸入的指令以及顯示當前的位置信息；

語音輸出單元(33)，其與所述顯示輸出單元(32)連接，用于將所述位置信息轉換為語音數據后以聲音的方式輸出。

6.一種基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一：采集方向傳感數據與加速度傳感數據；

步驟二：計算所述方向傳感數據得到方向數據，計算所述加速度傳感數據得到位移數據，整合所述方向數據與所述位移數據得到位置信息；

步驟三：輸出當前的位置信息實現定位。

7.如權利要求6所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航方法，其特征在于，所述步驟二包括如下步驟：

步驟2a：根據所述方向傳感數據計算相對于事先設定的初始方向的偏移量得到方向數據；

步驟2b：計算并監測所述加速度傳感數據的模值，根據所述模值計算步伐的數量；

步驟2c：根據所述加速度傳感數據估算一個步伐的步長得到步長信息；

步驟2d：根據所述步伐的數量與所述步長信息計算位移數據；

步驟2e：在前一單位時刻點的位置信息基礎上，以所述方向數據為偏向角，以所述位移數據為偏向距離，得到下一單位時刻點的位置信息。

8.如權利要求7所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航方法，其特征在于，當所述模值的最大峰值與最小峰值之差大于閾值時判定產生一個步伐，以如下公式表示：

|a|_max-|a|_min＞C

其中，|a|_max表示所述模值的最大峰值，|a|_min表示所述模值的最小峰值，C表示判定邁步的閾值。

9.如權利要求7所述的基于行走軌跡推算的封閉艙室定位導航方法，其特征在于，所述步伐的步長以如下公式表示：

L＝A+B*F+C*SV

其中，L表示步長，F表示步頻，SV表示加速度方差，A、B、C分別表示模型系數。