專(zhuān)利名稱(chēng)：一種自主室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于導(dǎo)航定位技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種自主定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，GPS是應(yīng)用最為廣泛的導(dǎo)航定位技術(shù)。其顯著優(yōu)點(diǎn)是能夠直接從衛(wèi)星廣播中提取導(dǎo)航數(shù)據(jù)和時(shí)間信息，在全球范圍內(nèi)，任意時(shí)刻、任意氣象條件下為用戶(hù)提供連續(xù)不斷的高精度三維位置、速度和時(shí)間信息，然而，GPS定位依賴(lài)于接收機(jī)看到的衛(wèi)星星座，在某些特定的環(huán)境下，例如，建筑物造成的信號(hào)反射、城市中高樓之間的遮擋，以及隧道、底下停車(chē)場(chǎng)造成的信號(hào)失鎖，都容易使得GPS接收機(jī)無(wú)法定位或者定位精度下降，以至于不能提供正確有效的服務(wù)。另外，隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，新興的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，例如WiF1、ZigBee、藍(lán)牙和超寬帶等，在辦公室、家庭、工廠(chǎng)等室內(nèi)定位也得到了廣泛應(yīng)用。這種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，需要在衛(wèi)星不能覆蓋的建筑物內(nèi)建設(shè)基站，非常不易于安裝而且很容易受到其他信號(hào)的干擾，從而影響其精度，定位器的能耗也較高。不管是GPS定位技術(shù)還是利用無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行定位都有其局限性?，F(xiàn)有的技術(shù)一般多米用單一的導(dǎo)航定位技術(shù)，尤其對(duì)于建筑物室內(nèi)的定位，存在著體積大、難以集成和精度較差等缺點(diǎn)，難以滿(mǎn)足人們對(duì)位置信息高精度的定位要求。

實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)上述不足，本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種能夠適應(yīng)于復(fù)雜情形下進(jìn)行精確定位的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)。為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用技術(shù)思路是一種自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括用于獲取載體的GPS定位數(shù)據(jù)的第一子系統(tǒng)；用于獲取載體的角速度和加速度數(shù)據(jù)的第二子系統(tǒng)；所述第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)分別將獲取的所述GPS定位數(shù)據(jù)、角速度和加速度數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。還包括用于獲取載體的高度數(shù)據(jù)的第三子系統(tǒng)，所述的第三子系統(tǒng)與所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)連接。所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括用于處理并獲得載體在第二區(qū)域定位信息的數(shù)據(jù)校正單元，其連接用于記錄第一區(qū)域定位信息及狀態(tài)的數(shù)據(jù)記錄單元。所述的第一子系統(tǒng)為GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。所述的第二子系統(tǒng)為慣性測(cè)量子系統(tǒng)。 所述的第三子系統(tǒng)為氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)。所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)包括GPS接收天線(xiàn)和嵌入式GPS接收機(jī)，其中，所述的嵌入式GPS接收機(jī)包括放大器模塊，其連接頻率變換模塊，所述的頻率變換模塊連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊連接碼同步模塊，所述的碼同步模塊連接信號(hào)解調(diào)模塊，所述的信號(hào)解調(diào)模塊連接I/O通訊模塊，所述的I/O通訊模塊連接GPS定位算法模塊。[0013]所述的慣性測(cè)量子系統(tǒng)包括用于測(cè)得角速度和加速度數(shù)據(jù)的陀螺儀和加速度計(jì)；以及用于測(cè)得載體運(yùn)動(dòng)方向的三維磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁阻傳感器。所述的陀螺儀的數(shù)目為三個(gè)，所述的加速度計(jì)的數(shù)目為三個(gè)，所述的磁阻傳感器的數(shù)目為三個(gè)。所述的氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)包括壓力傳感器；所述的壓力傳感器連接運(yùn)算放大器，所述的運(yùn)算放大器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接I/o接口。所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括至少一個(gè)微處理機(jī)。本實(shí)用新型具有以下有益效果第一，將至少兩種導(dǎo)航手段例如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性測(cè)量子系統(tǒng)、氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)濾波估計(jì)既可以得到精度高且不發(fā)散的室內(nèi)、外載體的位置、速度和姿態(tài)信息，而且可以提高捷聯(lián)運(yùn)算的精度。第二，借助GPS高精度二維平面定位精度和誤差無(wú)積累的優(yōu)點(diǎn)，估計(jì)出慣性測(cè)量子系統(tǒng)在載體上的常值誤差，通過(guò)校正后提高慣性測(cè)量子系統(tǒng)在載體上的室內(nèi)定位精度。第三，采用采用陀螺儀、加速度傳感器、磁阻傳感器、氣壓高度計(jì)大大減小了室內(nèi)定位系統(tǒng)的成本和質(zhì)量，提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍和相應(yīng)速度。第四，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)同時(shí)高效的完成多種復(fù)雜任務(wù)，具有冗余復(fù)用的特點(diǎn)，即完成慣性測(cè)量子系統(tǒng)的算法處理，可完成組合濾波處理、修正算法處理，這樣就有效的利用了資源。第五，通過(guò)互補(bǔ)修正后的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)響應(yīng)速度快、質(zhì)量輕，精度高。

圖1為本實(shí)用新型的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為圖1所示系統(tǒng)的第一子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示系統(tǒng)的第二子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1所示系統(tǒng)的第三子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為了便于對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
予以說(shuō)明如圖1所示，本實(shí)用新型的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)包括用于獲取載體的GPS定位數(shù)據(jù)的第一子系統(tǒng)200 ;用于獲取載體的角速度和加速度數(shù)據(jù)的第二子系統(tǒng)300 ;用于獲取載體的高度數(shù)據(jù)的第三子系統(tǒng)400 ；以及用于將第一子系統(tǒng)200、第二子系統(tǒng)300和第三子系統(tǒng)400所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，以獲得載體位置、速度和姿態(tài)信息的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)100。所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)100包括用于處理并獲得載體在第二區(qū)域定位信息的數(shù)據(jù)校正單元，其連接用于記錄第一區(qū)域定位信息及狀態(tài)的數(shù)據(jù)記錄單元。第一子系統(tǒng)200、第二子系統(tǒng)300安裝在被測(cè)物體上，例如人身上。室外(第一區(qū)域)通過(guò)GPS對(duì)人的位置進(jìn)行標(biāo)定，確定初始位置，讓?xiě)T性傳感器進(jìn)行訓(xùn)練采集走路的速度，步長(zhǎng)，走路的姿態(tài)等特征狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)，通過(guò)學(xué)習(xí)被測(cè)物體各種特征狀態(tài)，完成對(duì)慣性傳感器的修正形成學(xué)習(xí)信息，并將所述學(xué)習(xí)信息記錄到數(shù)據(jù)記錄單元。在被測(cè)物體進(jìn)入沒(méi)有GPS信號(hào)的區(qū)域(第二區(qū)域)，如室內(nèi)，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)100從數(shù)據(jù)記錄單元提取出所述學(xué)習(xí)信息，根據(jù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)后的慣性傳感算法進(jìn)行運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)提高定位的準(zhǔn)確度，進(jìn)而完成自主室內(nèi)定位。通過(guò)上述的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，被測(cè)物體行走距離就可以確定出來(lái)，通過(guò)磁阻傳感器確定方向，這樣就會(huì)得到一個(gè)基于初始位置的方向和距離數(shù)據(jù)，從而得到被測(cè)物體在室內(nèi)等第二區(qū)域的定位信息。圖2為圖1所示系統(tǒng)的第一子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述的第一子系統(tǒng)200為GPS導(dǎo)航系統(tǒng)。GPS導(dǎo)航的基本原理是以高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶(hù)端的GPS接收機(jī)接收到這些信息后，采用空間距離后方交會(huì)的方法，計(jì)算出接收機(jī)的三維位置。所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)包括GPS接收天線(xiàn)210和嵌入式GPS接收機(jī)230，其中，所述的嵌入式GPS接收機(jī)230包括放大器模塊231，其連接頻率變換模塊232，所述的頻率變換模塊232連接A/D轉(zhuǎn)換模塊233，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊233連接碼同步模塊234，所述的碼同步模塊234連接信號(hào)解調(diào)模塊235，所述的信號(hào)解調(diào)模塊235連接I/O通訊模塊236，所述的I/O通訊模塊236連接GPS定位算法模塊238。GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的工作過(guò)程為通過(guò)GPS接收天線(xiàn)接收GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)前置的放大器電路和頻率變換模塊轉(zhuǎn)換為中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，數(shù)字信號(hào)通過(guò)碼同步電路和信號(hào)解調(diào)模塊進(jìn)行信號(hào)解調(diào)，得到GPS導(dǎo)航數(shù)據(jù)之后經(jīng)I/O通訊模塊輸出給組合微處理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)，再通過(guò)GPS定位算法模塊解算得到載體的位置速度信息。在具體的較佳實(shí)施例之中，GPS可以采用Fastrax公司的UP500GPS模塊。圖3為圖1所示系統(tǒng)的第二子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述的第二子系統(tǒng)300為慣性測(cè)量子系統(tǒng)。所述的慣性測(cè)量子系統(tǒng)包括用于測(cè)得角速度和加速度數(shù)據(jù)的陀螺儀311和加速度計(jì)323 ;以及用于測(cè)得載體運(yùn)動(dòng)方向的三維磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁阻傳感器355。所述的陀螺儀的數(shù)目為三個(gè)，所述的加速度計(jì)的數(shù)目為三個(gè)，所述的磁阻傳感器的數(shù)目為三個(gè)。為了保證磁阻傳感器的精度及突然外界干擾，同樣采用陀螺儀進(jìn)行算法修正，判斷載體真正的前進(jìn)方向。進(jìn)而保證方向的準(zhǔn)確性。陀螺儀的原理是當(dāng)有外界角速度輸入時(shí)，會(huì)產(chǎn)生陀螺力矩，其大小方向同外加角速度有關(guān)，陀螺儀具有定軸性和進(jìn)動(dòng)性?xún)纱筇攸c(diǎn)，定軸性是高速旋轉(zhuǎn)的陀螺具有很大的慣性，使它的主軸位置在慣性空間保持穩(wěn)定不變。進(jìn)動(dòng)性是在一定的初始條件和一定的外力矩的作用下，陀螺儀會(huì)在不停自轉(zhuǎn)的同時(shí)，還繞著另一個(gè)固定的轉(zhuǎn)軸不停的旋轉(zhuǎn)。在較佳的實(shí)施例中，本實(shí)用新型的陀螺儀可以采用壓電陀螺儀、微機(jī)械陀螺儀、光纖陀螺儀或激光陀螺儀。加速度計(jì)一般由檢測(cè)質(zhì)量、支承、電位器、彈簧、阻尼器和殼體組成。檢測(cè)質(zhì)量受支承的約束只能沿一條軸線(xiàn)移動(dòng)，這個(gè)軸常稱(chēng)為輸入軸或敏感軸。當(dāng)儀表殼體隨著運(yùn)載體沿敏感軸方向作加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)牛頓定律，具有一定慣性的檢測(cè)質(zhì)量力圖保持其原來(lái)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變。它與殼體之間將產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使得彈簧變形，于是檢測(cè)質(zhì)量在彈簧力的作用下隨之加速運(yùn)動(dòng)。當(dāng)彈簧力與檢測(cè)質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的慣性力相平衡時(shí)，檢測(cè)質(zhì)量與殼體之間便不再有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，這時(shí)彈簧的變形反映被測(cè)加速度的大小。電位器作為位移傳感元件把加速度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，以供輸出。加速度計(jì)本質(zhì)上是一個(gè)一自由度的振蕩系統(tǒng)，可以測(cè)到振動(dòng)信號(hào)的頻率，對(duì)加速度計(jì)的測(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次積分就可得到位移。慣性測(cè)量子系統(tǒng)的工作過(guò)程為陀螺儀311和加速度計(jì)323輸出角速度和線(xiàn)加速度的數(shù)字信號(hào)，磁阻傳感器355測(cè)得載體所處位置的三維磁場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)字信號(hào)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通訊接插件366輸出給組合微處理計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)。在具體的較佳實(shí)施例中，陀螺儀可以采用美國(guó)ADI公司的單片偏航角速度陀螺儀ADXRS610，其輸出范圍為0-5V。加速度計(jì)可采用ADI公司生產(chǎn)的ADXL330三軸iMEMS型IC芯片加速度計(jì)，其輸出范圍為0-3. 3V。磁阻傳感器可以米用Honeywell公司生產(chǎn)的HMC2003三軸磁阻傳感器,屬于磁阻式磁強(qiáng)計(jì)，可測(cè)量X、y、z三軸磁場(chǎng)分量。圖4為圖1所示系統(tǒng)的第三子系統(tǒng)的實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，如圖所示，所述的第三子系統(tǒng)400為氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)。所述的氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)包括壓力傳感器411 ;所述的壓力傳感器411連接運(yùn)算放大器415，所述的運(yùn)算放大器415連接ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器423，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器423連接I/O接口 433。壓力傳感器411計(jì)算相對(duì)物體的高度，通過(guò)高度數(shù)據(jù)及二維位置信息，確定物體在室內(nèi)的三維位置。氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)的工作過(guò)程為壓力傳感器411測(cè)得載體所處高度壓強(qiáng)的模擬信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn)算放大器425和ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換器423轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，經(jīng)過(guò)I/O接口 433輸出給數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)，并通過(guò)定高算法解算得到載體的高度信息。在具體的較佳實(shí)施例之中，氣壓高度計(jì)可采用芬蘭VTI公司生產(chǎn)的數(shù)字壓力傳感器SCP1000-D01，其輸出接口為SPl總線(xiàn)，輸出范圍為0-3. 3V。圖5為本實(shí)用新型的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)的具體實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，參照?qǐng)D2-圖3，本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)包括至少一個(gè)微處理機(jī)。在具體的實(shí)施例中，其中的一個(gè)微處理機(jī)進(jìn)行GPS子系統(tǒng)與慣性測(cè)量子系統(tǒng)的定位解算，氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)的定高解算，以及多速率多模型的卡爾曼濾波運(yùn)算。濾波運(yùn)算后的數(shù)據(jù)可以傳輸至另一微處理機(jī)進(jìn)行校正，例如平滑、低通濾波處理和誤差的標(biāo)定補(bǔ)償。然后，校正后的數(shù)據(jù)再傳輸至又一微處理機(jī)進(jìn)行捷聯(lián)解算，結(jié)算后得到的載體的運(yùn)動(dòng)參數(shù)可實(shí)時(shí)確定載體的位置、數(shù)度和姿態(tài)。在較佳的實(shí)施例中，微處理機(jī)可以采用ADSP2136X系列的嵌入式高性能處理器。在本實(shí)施例中，充電模塊、電壓檢測(cè)模塊、鋰電池與供電模塊一起構(gòu)成供電單元，數(shù)據(jù)記錄單元由由存儲(chǔ)器構(gòu)成，所述存儲(chǔ)器包括固態(tài)存儲(chǔ)插槽、存儲(chǔ)卡與FLASH，通訊接口、藍(lán)牙模塊、WIF1、3G/GPRS、232串口一起構(gòu)成通訊單元，鍵盤(pán)、IXD顯示器一起構(gòu)成顯示操控單元，上述各個(gè)單元與數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)連接構(gòu)成必要外設(shè)。傳感器(GPS和慣性傳感器)安裝在被測(cè)物體上，例如人身上。室外(第一區(qū)域)通過(guò)GPS對(duì)人的位置進(jìn)行標(biāo)定，確定初始位置，也對(duì)慣性傳感器進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)(走路的速度，步長(zhǎng)，走路的姿態(tài)等信息)，通過(guò)學(xué)習(xí)被測(cè)物體各種特征狀態(tài)，完成對(duì)慣性傳感器的修正形成學(xué)習(xí)信息，并將所述學(xué)習(xí)信息記錄到數(shù)據(jù)記錄單元。在沒(méi)有GPS信號(hào)的時(shí)候(第二區(qū)域)，如室內(nèi)，從數(shù)據(jù)記錄單元提取出并將所述學(xué)習(xí)信息，根據(jù)訓(xùn)練學(xué)習(xí)后的慣性傳感算法進(jìn)行運(yùn)算，提高定位的準(zhǔn)確度，進(jìn)而完成自主室內(nèi)定位。通過(guò)上述的訓(xùn)練學(xué)習(xí)，被測(cè)物體行走距離就可以確定出來(lái)，通過(guò)磁阻傳感器確定方向，這樣就會(huì)得到一個(gè)基于初始位置的方向和距離數(shù)據(jù)，從而得到被測(cè)物體在第二區(qū)域的定位信息。將數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航子系統(tǒng)、GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)、通訊單元、存儲(chǔ)子單元、顯示操控單元、供電單元有機(jī)的組合，通過(guò)濾波估計(jì)既可以得到精度高且不發(fā)散的室內(nèi)、外位置、速度和姿態(tài)信息。本實(shí)用新型的主要特點(diǎn)是載體為人，或者室內(nèi)購(gòu)物車(chē)。在人的身上，采用加速度和陀螺儀判斷人的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)行走，前進(jìn)、后退、跑步、坐立不安，蹲起等，最終實(shí)現(xiàn)的目的是為室內(nèi)導(dǎo)航提供室內(nèi)位置。當(dāng)然，本實(shí)用新型還可有其他多種實(shí)施例，在不背離本實(shí)用新型精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，即使對(duì)各個(gè)步驟的執(zhí)行順序進(jìn)行了改變，對(duì)系統(tǒng)各個(gè)組成部分的簡(jiǎn)單調(diào)整，只要按照本實(shí)用新型所描述的技術(shù)思想來(lái)實(shí)現(xiàn)，都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種自王室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于獲取載體的GPS定位數(shù)據(jù)的第一子系統(tǒng)； 用于獲取載體的角速度和加速度數(shù)據(jù)的第二子系統(tǒng)；以及 所述第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)分別將獲取的所述GPS定位數(shù)據(jù)、角速度和加速度數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。
2.如權(quán)利要求1所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于獲取載體的高度數(shù)據(jù)的第三子系統(tǒng)，所述的第三子系統(tǒng)與所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)連接。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)連接用于記錄第一區(qū)域定位信息及狀態(tài)的數(shù)據(jù)記錄單元；所述數(shù)據(jù)記錄單元由存儲(chǔ)器構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求3所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于 所述的第一子系統(tǒng)為GPS導(dǎo)航系統(tǒng)；以及 所述的第二子系統(tǒng)為慣性測(cè)量子系統(tǒng)。
5.如權(quán)利要求4所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的第三子系統(tǒng)為氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)。
6.如權(quán)利要求4所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的GPS導(dǎo)航系統(tǒng)包括GPS接收天線(xiàn)和嵌入式GPS接收機(jī)，其中， 所述的嵌入式GPS接收機(jī)包括放大器模塊，其連接頻率變換模塊，所述的頻率變換模塊連接A/D轉(zhuǎn)換模塊，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊連接碼同步模塊，所述的碼同步模塊連接信號(hào)解調(diào)模塊，所述的信號(hào)解調(diào)模塊連接I/O通訊模塊，所述的I/O通訊模塊連接GPS定位算法模塊。
7.如權(quán)利要求4所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的慣性測(cè)量子系統(tǒng)包括用于測(cè)得角速度和加速度數(shù)據(jù)的陀螺儀和加速度計(jì)；以及用于測(cè)得載體運(yùn)動(dòng)方向的三維磁場(chǎng)強(qiáng)度的磁阻傳感器。
8.如權(quán)利要求7所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于， 所述的陀螺儀的數(shù)目為三個(gè)； 所述的加速度計(jì)的數(shù)目為三個(gè)； 所述的磁阻傳感器的數(shù)目為三個(gè)。
9.如權(quán)利要求5所述的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述的氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)包括壓力傳感器，所述的壓力傳感器連接運(yùn)算放大器，所述的運(yùn)算放大器連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器，所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器連接I/O接口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種自主室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括用于獲取載體的GPS定位數(shù)據(jù)的第一子系統(tǒng)；用于獲取載體的角速度和加速度數(shù)據(jù)的第二子系統(tǒng)；所述第一子系統(tǒng)、第二子系統(tǒng)分別將獲取的所述GPS定位數(shù)據(jù)、角速度和加速度數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是將至少兩種導(dǎo)航手段例如GPS導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性測(cè)量子系統(tǒng)、氣壓高度計(jì)子系統(tǒng)進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，通過(guò)濾波估計(jì)得到精度高且不發(fā)散的室內(nèi)、外載體的位置、速度和姿態(tài)信息，而且可以提高捷聯(lián)運(yùn)算的精度。并且，數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)同時(shí)高效的完成多種復(fù)雜任務(wù)，具有冗余復(fù)用的特點(diǎn)，通過(guò)互補(bǔ)修正后的自主室內(nèi)定位系統(tǒng)響應(yīng)速度快、質(zhì)量輕，精度高。
文檔編號(hào)G01S19/13GK202904027SQ20122015016
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2012年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月11日
發(fā)明者曾逸 申請(qǐng)人:四川中軟科技有限公司