[發(fā)明專利]室內(nèi)定位系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN111337026A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設計）人: 張鴻愷;伍超;魯航;劉毅;祁蘊晗
• 申請（專利權）人: 安徽建筑大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16;G01C21/18;G01C5/06
• 代理公司: 合肥正則元起專利代理事務所(普通合伙) 34160
• 代理人: 楊潤

本發(fā)明公開了室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括傳感器、行人航位推算模塊、角速度模塊、磁場匹配模塊、樓層定位模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺終端，傳感器包括陀螺儀、加速度傳感器、磁場傳感器、壓力傳感器，陀螺儀為角速度傳感器，用于精確角度的測量，加速度傳感器用于加速度的測量，磁場傳感器用于將磁場信息轉為電訊號進行測量，壓力傳感器用于輔助測量行人位置的海拔高度，行人航位推算模塊用于計算行人當前位置信息；本發(fā)明的有益效果是：可獲取室內(nèi)的三維定位信息，實現(xiàn)對同一樓層的用戶的數(shù)量統(tǒng)計，以及同一棟樓的用戶的數(shù)量統(tǒng)計，實現(xiàn)用戶之間的位置共享。

技術領域

本發(fā)明涉及定位系統(tǒng)，具體為室內(nèi)定位系統(tǒng)，屬于定位技術領域。

背景技術

GPS是全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)的一種，由三個部分組成，即空間部分、控制臺和用戶設備，用戶設備指的是信號接收機，主要包括導航系統(tǒng)的用戶終端或者其他與衛(wèi)星導航系統(tǒng)兼容的智能終端，智能手機等手持設備也可以作為終端來接收衛(wèi)星發(fā)射的信號，GPS定位在室內(nèi)環(huán)境中進行會遇到一系列的問題，首先，基于衛(wèi)星和基于蜂窩網(wǎng)絡等技術的定位系統(tǒng)的誤差雖然較低，但是對于較小室內(nèi)環(huán)境來說則偏大，其次信號穿透建筑物能力不強，在室內(nèi)環(huán)境中會嚴重衰減，并且GPS的無線信號在室內(nèi)場景中容易產(chǎn)生多徑效應，GPS可利用基站信息進行輔助定位，當用戶處于無法正常工作的室內(nèi)環(huán)境下，蜂窩基站能夠用于協(xié)助接收方，具備功能的智能終端將獲取到最近的基站信息，并發(fā)送給網(wǎng)絡服務器，網(wǎng)絡服務器分析得到與該位置信息相關的輔助信息，最后通過無線網(wǎng)絡將輔助定位信息發(fā)送到用戶端，技術雖然經(jīng)過了技術融合與改進，但是其目前的室內(nèi)定位精度仍然不盡人意，尤其是在博物館、大型超市等較為復雜的室內(nèi)環(huán)境中，為了在這樣信息量較高的室內(nèi)環(huán)境中獲得精度較高的行人導航定位結果，定位系統(tǒng)必須借助于其他的定位技術。

現(xiàn)有的定位系統(tǒng)，多為基于衛(wèi)星和蜂窩網(wǎng)絡技術的定位，誤差雖然較低，但是對于較小室內(nèi)環(huán)境來說偏大，信號穿透建筑物能力不強，在室內(nèi)環(huán)境中會嚴重衰減，并且GPS的無線信號在室內(nèi)場景中容易產(chǎn)生多徑效應，因為建筑房間的墻壁、家具和隨機走動的人員都會使無線信號通過多條路徑到達接收端，這些環(huán)境因素都會對的定位精度和效果造成一定影響，不具有室內(nèi)三維定位的功能，不能對各個樓層中的用戶進行數(shù)量統(tǒng)計，用戶之間無法進行位置共享，需要進一步的完善與加強功能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決現(xiàn)有的定位系統(tǒng)，多為基于衛(wèi)星和蜂窩網(wǎng)絡技術的定位，誤差雖然較低，但是對于較小室內(nèi)環(huán)境來說偏大，信號穿透建筑物能力不強，在室內(nèi)環(huán)境中會嚴重衰減，并且GPS的無線信號在室內(nèi)場景中容易產(chǎn)生多徑效應，因為建筑房間的墻壁、家具和隨機走動的人員都會使無線信號通過多條路徑到達接收端，這些環(huán)境因素都會對的定位精度和效果造成一定影響，不具有室內(nèi)三維定位的功能，不能對各個樓層中的用戶進行數(shù)量統(tǒng)計，用戶之間無法進行位置共享的問題，而提出室內(nèi)定位系統(tǒng)。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括傳感器、行人航位推算模塊、角速度模塊、磁場匹配模塊、樓層定位模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、后臺終端；

所述傳感器包括陀螺儀、加速度傳感器、磁場傳感器、壓力傳感器，所述陀螺儀為角速度傳感器，用于精確角度的測量，所述加速度傳感器用于加速度的測量，所述磁場傳感器用于將磁場信息轉為電訊號進行測量，所述壓力傳感器用于輔助測量行人位置的海拔高度，所述行人航位推算模塊用于計算行人當前位置信息，具體的處理步驟包括：

步驟一：獲取在第一個行進過程中，行人在T₀時刻的初始位置，初始位置坐標標記為(X(T₀),Y(T₀))；

步驟二：當行人沿著方向角α行進，位移為D₀時，獲取行人在第二個行進過程中，行人在T₁時刻的位置坐標，T₁時刻的位置坐標標記為(X(T₁),Y(T₁))；