[實用新型]一種慣性定位鞋墊

有效

• 申請號: 201520250761.2
• 申請日: 2015-04-23
• 公開（公告）號: CN204561139U
• 公開（公告）日: 2015-08-19
• 發明（設計）人: 王雅敏
• 申請（專利權）人: 長沙格致電子科技有限公司
• 主分類號: A43B17/00
• 分類號: A43B17/00
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

技術領域

本實用新型屬于定位設備領域，特別涉及一種基于慣性傳感器的慣性定位鞋墊。

背景技術

衛星導航是目前應用最廣泛的人員定位手段，其技術成熟，覆蓋范圍廣，在開闊區域定位效果好，但其在城市或室內環境中存在嚴重的多徑和遮擋現象，定位性能大大降低甚至完全失效，此外衛星導航信號頻點與格式公開，易受干擾。隨著衛星導航應用的不斷深入，其盲區問題也越突出，基于慣性傳感器的人員自主定位技術作為衛星導航定位的“補盲”手段，其重要性日益凸顯。

人員自主定位是指基于慣性傳感器的定位，其僅僅通過人體自身攜帶的微型慣性傳感器測量人的運動參數，從而推算出人員的相對位置，獲取相對定位結果，從而達到定位的目的。人員自主定位不需要預先安裝通訊基站等設備，不依賴外部的設備和環境，可在任何環境下提供相對精確的定位結果，具有可靠、實時、便攜的優點。

采用慣性測量的人員定位裝置需要與人體固連，如果采取放在口袋或者懸掛方式都難以準確提取人體運動參數，造成定位不準確。目前，大部分采用慣性測量的人員定位裝置都是安裝在人腳上，與人腳固連，定位精度較高。

采用慣性測量的人員定位裝置與人腳固連的方式有如下三種：

1.將人員定位裝置通過具有一定彈性的綁帶緊密纏繞在足部。

2.在鞋上安裝一個底座或固定機構，使用時將人員定位裝置安裝到底座或固定機構上。

3.將人員定位裝置安裝于鞋底內鞋跟處。

方式1和2的缺點是用戶每次需要花費較長時間進行捆綁纏繞或安裝，費時費力；在劇烈運動或撞擊外物時，傳感器存在移位甚至脫落的風險，從而影響測量的精度及工作的可靠性；在腳部形成外形的突起，且重量可能造成執行任務動作的變形，影響使用者的舒適度和靈活度；傳感器直接暴露于外部環境，對其防火、防水和抗沖擊能力提出很高要求，提高了設計和制造的難度。

方式3的缺點是拆卸和維護成本高；需要對鞋子進行改裝，可能破壞鞋子的強度。

發明內容

現有的采用慣性測量的人員定位裝置使用費時費力，測量的精度及工作的可靠性低，使用者的舒適度和靈活度低，設計和制造的困難，成本高。本實用新型的目的在于，針對上述現有技術的不足，提供一種慣性定位鞋墊。

為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是：

一種慣性定位鞋墊，包括鞋墊本體，所述鞋墊本體內設有電源、慣性傳感器、微處理器、無線接口芯片和天線，所述慣性傳感器依次通過微處理器、無線接口芯片和天線相連,所述天線位于鞋墊本體邊緣。

慣性傳感器將測量到的三軸加速度和三軸角速度信息送至微處理器，微處理器經過處理得到相對位置信息，再依次通過藍牙或WIFI等無線接口芯片、天線發送至外部終端。

為了改善使用者的舒適度，電源應位于鞋墊本體的足弓處。

天線位于鞋墊本體邊緣，可以降低人體對天線信號發送的影響。

所述鞋墊本體有兩種形式，一種是半墊式鞋墊，一種是全墊式鞋墊。半墊式鞋墊只墊在腳掌的后半部分，全墊式鞋墊支撐整個腳掌。

使用時，直接將鞋墊置于鞋內，方便快捷；可以避免遭到外物撞擊，降低了慣性傳感器移位的風險，不可能脫落，提高了定位的精度度及工作的可靠性；由于鞋墊內置，既不會影響使用者的舒適度和靈活度，設計和制造時不必考慮鞋墊本身的防火、防水和抗沖擊能力，降低了制作成本，降低了惡劣環境對于慣性傳感器的影響。

作為一種優選方式，所述電源、慣性傳感器、微處理器、無線接口芯片和天線整體封裝在鞋墊本體內,?所述電源、慣性傳感器、微處理器、無線接口芯片和天線位于半圓形電路板上，所述半圓形電路板封裝于所述鞋墊本體的腳后跟處。

作為另一種優選方式，還包括鞋墊本體內的第一腔體和半圓形第二腔體，所述第二腔體位于所述鞋墊本體的腳后跟處，所述電源位于第一腔體內，所述微處理器、無線接口芯片、慣性傳感器和天線位于第二腔體內。

第二腔體可以為凸字形空腔，將所述微處理器、無線接口芯片和天線置于凸字形空腔的較大端，將慣性傳感器置于凸字形空腔的較小端，使得慣性傳感器周圍的外殼壁更厚，保證傳感器測量數據的準確性。

進一步地，所述鞋墊本體內還設有用于測量三軸磁場、溫度或氣壓的環境傳感器，所述環境傳感器與微處理器相連。

測量三軸磁場可以校正慣性傳感器的方向，測量溫度可以校正慣性傳感器的初始偏溫，測量氣壓可以對高度進行輔助測試，從而使得定位更加準確。

作為一種優選方式，所述天線為貼片式天線。

作為一種優選方式，所述電源為干電池，鞋墊本體上與干電池相對應的位置開有底蓋。