一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置,包括定位終端、射頻發(fā)射模塊和服務(wù)端，定位終端包括三維加速度計(jì)、三軸陀螺儀、射頻信號(hào)接收器、無(wú)線通信模塊、微處理器和外殼，三維加速度計(jì)與三軸陀螺儀固定在外殼內(nèi)，外殼的Z軸垂直向上，三維加速度計(jì)的通信主線與微處理器相連，三軸陀螺儀與三維加速度計(jì)坐標(biāo)系重合，三軸陀螺儀的通信主線與微處理器相連，射頻信號(hào)接收器和無(wú)線通信模塊分別固定在外殼內(nèi)部?jī)蓚?cè)，其通信主線都與微處理器相連；本發(fā)明還公開(kāi)了一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法；本發(fā)明涉及的室內(nèi)定位技術(shù)具有定位精度高，不受室內(nèi)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和電磁干擾影響以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于移動(dòng)定位【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及無(wú)GPS信號(hào)的室內(nèi)環(huán)境目標(biāo)定位，具體地說(shuō)是一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的定位裝置及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加，人們對(duì)定位的需求日益增大，尤其在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如機(jī)場(chǎng)大廳、展廳、超市、圖書館、地下停車場(chǎng)、礦井、災(zāi)難現(xiàn)場(chǎng)等環(huán)境中，移動(dòng)終端或其持有者、設(shè)備及物品在室內(nèi)的位置信息顯得尤為重要。在開(kāi)闊的室外環(huán)境中，全球定位系統(tǒng)GPS提供了非常精確的定位信息，然而由于室內(nèi)環(huán)境的特殊性，GPS信號(hào)難以覆蓋室內(nèi)，所以，當(dāng)前應(yīng)用于室外環(huán)境的算法和系統(tǒng)很難移植到室內(nèi)定位的應(yīng)用中。室內(nèi)目標(biāo)定位存在重要的潛在應(yīng)用，近年來(lái)弓I發(fā)大量的研究和關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有室內(nèi)定位的研究主要集中在兩個(gè)方面，一是室內(nèi)定位系統(tǒng)的研究；二是室內(nèi)算法的研究。上述位置信息的獲取需要依靠定位系統(tǒng)，室內(nèi)定位技術(shù)容易受定位時(shí)間、定位精度以及復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境的限制。當(dāng)前室內(nèi)定位技術(shù)主要有慣性制導(dǎo)、地磁制導(dǎo)、紅外、超聲波、藍(lán)牙、超寬帶、WIF1、和射頻定位技術(shù)等。其中，紅外線由于直線短距離傳播，而且容易被燈光干擾，室內(nèi)定位的效果很差；超聲波定位雖然整體定位精度較高，但超聲波受多徑效應(yīng)和非視距傳播的影響很大，并需要投入大量的硬件設(shè)施，因此成本太高；藍(lán)牙技術(shù)用作室內(nèi)短距離定位時(shí)容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備，且信號(hào)傳播不受視距的影響，但它的不足之處在于價(jià)格昂貴，在復(fù)雜的室內(nèi)空間環(huán)境中穩(wěn)定性稍差，受噪聲信號(hào)的干擾大；超寬帶室內(nèi)定位技術(shù)是一種全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有較大差異的通信新技術(shù)，可應(yīng)用于室內(nèi)靜止或移動(dòng)物體以及人的定位跟蹤和導(dǎo)航，且能提供非常精確的室內(nèi)定位精度，但設(shè)備昂貴，無(wú)法大規(guī)模推廣；基于WIFI的定位技術(shù)只能用于小范圍的室內(nèi)定位，而且很容易受到其他信號(hào)的干擾，精度較差，定位器的能耗也較高；地磁定位雖然能夠準(zhǔn)確的定位室內(nèi)空間上的每一個(gè)點(diǎn)，但首先要建立地磁信息數(shù)據(jù)庫(kù)，且地磁信息數(shù)據(jù)庫(kù)必須及時(shí)更新，地磁及其容易受地質(zhì)變化、天氣變化、電網(wǎng)分布等外部信息的影響；慣性制導(dǎo)技術(shù)因?yàn)椴皇芤暰?、地磁、噪音信?hào)的影響，初始定位精度很高，但經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用后，由于誤差累計(jì)效應(yīng)，其精度會(huì)明顯下降；射頻識(shí)別定位存在著在復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境下定位精度不高的缺陷。
[0004]鑒于上述技術(shù)的不足，本 申請(qǐng)人:做了有益的設(shè)計(jì)，將慣性制導(dǎo)技術(shù)和射頻識(shí)別技術(shù)相結(jié)合成為了優(yōu)選的室內(nèi)定位技術(shù)。下面將要介紹的技術(shù)方案便是在這種背景下產(chǎn)生的。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，為克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置及方法，本發(fā)明涉及的室內(nèi)定位裝置及方法具有定位精度高，不受室內(nèi)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和電磁干擾影響以及成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0006]為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，包括定位終端、射頻發(fā)射模塊和服務(wù)端，射頻發(fā)射模塊具有特有的序列號(hào)以及三維位置信息，定位終端內(nèi)部裝有射頻接收器，定位終端每經(jīng)過(guò)一個(gè)射頻發(fā)射模塊，射頻接收器即可獲得準(zhǔn)確的位置信息，定位終端包括三維加速度計(jì)、三軸陀螺儀、射頻信號(hào)接收器、無(wú)線通信模塊、微處理器和外殼，三維加速度計(jì)與三軸陀螺儀固定在外殼內(nèi)，外殼的Z軸垂直向上，三維加速度計(jì)的通信主線與微處理器相連，三軸陀螺儀與三維加速度計(jì)坐標(biāo)系重合，三軸陀螺儀的通信主線與微處理器相連，射頻信號(hào)接收器和無(wú)線通信模塊分別固定在外殼內(nèi)部?jī)蓚?cè)，其通信主線都與微處理器相連；
[0007]定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)和三軸陀螺儀分別實(shí)時(shí)記錄每一時(shí)刻三個(gè)坐標(biāo)軸上的加速度和偏移標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的夾角，進(jìn)而得到每一時(shí)刻的矢量速度，三維加速度計(jì)對(duì)加速度值的采集增加了去抖處理，將超出一定閾值的加速度值作為異常值予以剔除，采用滑動(dòng)窗口濾波的方法對(duì)加速度值進(jìn)行平滑濾波。
[0008]本發(fā)明進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是:
[0009]前述射頻發(fā)射模塊在每個(gè)樓層采用蜂窩型式布置，在樓層之間的樓梯、電梯、過(guò)道采用線型布置，整個(gè)空間做到無(wú)縫覆蓋；且服務(wù)端將所述定位終端按照組別劃分，同時(shí)定義每個(gè)所述定位終端的權(quán)限級(jí)別，并設(shè)定位置信息的共享范圍。
[0010]本發(fā)明采用慣性制導(dǎo)原理，通過(guò)定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)和三軸陀螺儀分別實(shí)時(shí)記錄每一時(shí)刻三個(gè)坐標(biāo)軸上的加速度和偏移標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的夾角，進(jìn)而可以得到每一時(shí)刻的矢量速度，從而對(duì)每一時(shí)刻的速度進(jìn)行積分即可求出定位終端的移動(dòng)路徑和當(dāng)前位置。
[0011]同時(shí)運(yùn)用射頻識(shí)別校正原理，由于慣性制導(dǎo)的累積誤差隨著移動(dòng)的距離增加而變大，當(dāng)經(jīng)過(guò)相當(dāng)距離后，慣性制導(dǎo)的效果會(huì)變差；所以，在室內(nèi)特定的位置設(shè)置若干個(gè)射頻發(fā)射模塊，每個(gè)射頻發(fā)射模塊都有特有的序列號(hào)以及三維位置信息；定位終端內(nèi)部裝有射頻接收器，每經(jīng)過(guò)一個(gè)射頻發(fā)射模塊，射頻接收器就會(huì)獲得準(zhǔn)確的位置信息，從而逐段消除了累積誤差，大大提高了全程的定位精度。
[0012]本發(fā)明的算法部分還作了進(jìn)一步的改進(jìn)，首先，加速度值的采集增加了去抖處理，將超出一定閾值的加速度值作為異常值予以剔除，采用滑動(dòng)窗口濾波的方法對(duì)加速度值進(jìn)行平滑濾波；其次，優(yōu)化了射頻發(fā)射器的空間布局，在每個(gè)樓層采用蜂窩型式布置，在樓層之間的樓梯、電梯、過(guò)道采用線型布置，整個(gè)空間做到無(wú)縫覆蓋；最后，服務(wù)端程序可以將定位終端按照組別劃分，也可以定義每個(gè)定位終端的權(quán)限級(jí)別，還可以設(shè)定位置信息的共享范圍。
[0013]進(jìn)一步的，
[0014]本發(fā)明還提供一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法，其系統(tǒng)工作流程包含以下步驟:
[0015]步驟一:將需要定位的室內(nèi)場(chǎng)所的三維地圖信息下載到定位終端，在需要定位的室內(nèi)確定一個(gè)原點(diǎn)，以垂直地面向上為Z軸，以任意互相垂直的方向設(shè)置X、Y軸，建立三維直角坐標(biāo)系，設(shè)置單位長(zhǎng)度為分米；
[0016]步驟二:確定定位終端初始位置的坐標(biāo)，設(shè)置定位終端初始點(diǎn)的坐標(biāo)為(χΟ,γΟ, ζ0),且速度為零，加速度為零；
[0017]步驟三:使用者持定位終端在該室內(nèi)場(chǎng)所移動(dòng)，定位終端實(shí)時(shí)記錄三維加速度和偏角，終端內(nèi)的三軸陀螺儀實(shí)時(shí)記錄X’軸與X軸的夾角α (以X軸逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，V軸與Z軸的夾角β (以Z軸逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，范圍為正?fù)180度)，定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)記錄下三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速的ax’，a/, a/并計(jì)算出實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)；
[0018]步驟四:在特定的位置設(shè)置若干個(gè)射頻發(fā)射器，使其周期性的廣播自身位置信息，當(dāng)定位終端經(jīng)過(guò)時(shí)，定位終端上的射頻接收器將會(huì)接收到該射頻發(fā)射器廣播的位置信息，用以對(duì)自身的位置進(jìn)行校正；
[0019]步驟五:定位終端將實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端通過(guò)數(shù)據(jù)處理，將得到場(chǎng)所內(nèi)所有定位終端的位置信息，并根據(jù)組別、權(quán)限設(shè)置發(fā)布給相應(yīng)的定位終端。
[0020]其中，步驟三中實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)的計(jì)算方法為:
[0021]首先，算出按原有X、Y、Z軸方向的加速度分量ax，ay，az:
f.P

ax = a.c cos P cosa — av cos P cosa + —? a2 coscccos P
—'.I? I



p
[0022]I av = axxos P sin a + a”cos P cosc1- —— sinctcos P
7JI P 1-


COS β
az = a2 sin P+ a.c sin P + av sin P
IIcosP I —e
[0023]然后，根據(jù)每一時(shí)刻的加速度計(jì)算每一時(shí)刻的速度分量:1 Vx = Vx + axdt
[0024]I Vy/ = Vf + Ay dt
Ivz = vz + a2dt
[0025]最后，根據(jù)速度分量計(jì)算定位終端現(xiàn)在的坐標(biāo):
Ik' = I v.{ dt + X
>:如+ y
yr = I vz dt + ζ
[0027]前述步驟四中定位終端上的射頻接收器接收所述射頻發(fā)射器廣播的位置信息時(shí)，從信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到閥值時(shí)開(kāi)始校正，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到峰值并開(kāi)始下降時(shí)，將此處的三維坐標(biāo)同步為該射頻發(fā)射器的坐標(biāo)。
[0028]本發(fā)明的有益效果是:
[0029]本發(fā)明應(yīng)用了慣性制導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行定位，消除了傳統(tǒng)室內(nèi)定位利用無(wú)線定位時(shí)產(chǎn)生的定位精度低，穩(wěn)定性差，受復(fù)雜的空間格局影響大，易受電磁噪音干擾等缺點(diǎn)。同時(shí)又利用了射頻識(shí)別技術(shù)，在每個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)定位終端的三維坐標(biāo)進(jìn)行校正，從根本上解決了慣性制導(dǎo)初始定位精度高，但誤差會(huì)逐步累積的缺點(diǎn)。此外，本發(fā)明使用的定位終端利用慣性及射頻定位，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，能耗低，十分適合大范圍使用。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]圖1為本發(fā)明的三維直角坐標(biāo)系示意圖；
[0031]圖2為本發(fā)明的定位終端模型示意圖；
[0032]其中，201 -外殼，202-三維加速度計(jì)，203-三軸陀螺儀，204-射頻信號(hào)接收器，205-無(wú)線通信模塊，206-微處理器。

【具體實(shí)施方式】
[0033]以下通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0034]本發(fā)明所述三維加速度計(jì)選用型號(hào)為ADXL330，靈敏度達(dá)300mV/g ；
[0035]本發(fā)明所述三軸陀螺儀選用型號(hào)為MPU-3050，模塊內(nèi)置AD轉(zhuǎn)換器，16位數(shù)字輸出，靈敏度達(dá)131LSBs/dps ；
[0036]本發(fā)明所述微處理器選用型號(hào)為S3C2410 ；
[0037]本發(fā)明所述射頻接收器選用型號(hào)為AS3992，其具有_86dBm的超高接收器靈敏度；
[0038]本發(fā)明所述無(wú)線通信模塊選用型號(hào)為nRF24L01，采用Zigbee通信協(xié)議與服務(wù)端通信；
[0039]本發(fā)明所述射頻發(fā)射器采用的是UHF無(wú)源RFID標(biāo)簽，最大識(shí)別距離達(dá)到10米；
[0040]本發(fā)明中采用了工作站ThinkStat1n C30作為服務(wù)端主機(jī)。
[0041]實(shí)施例1
[0042]本實(shí)施例提供一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，包括定位終端、射頻發(fā)射模塊和服務(wù)端，射頻發(fā)射模塊具有特有的序列號(hào)以及三維位置信息，定位終端內(nèi)部裝有射頻接收器，定位終端每經(jīng)過(guò)一個(gè)射頻發(fā)射模塊，射頻接收器即可獲得準(zhǔn)確的位置信息，定位終端包括三維加速度計(jì)202、三軸陀螺儀203、射頻信號(hào)接收器204、無(wú)線通信模塊205、微處理器206和外殼201，三維加速度計(jì)202與三軸陀螺儀203固定在外殼201內(nèi)，外殼201的Z軸垂直向上，三維加速度計(jì)202的通信主線與微處理器206相連，三軸陀螺儀203與三維加速度計(jì)202坐標(biāo)系重合，三軸陀螺儀203的通信主線與微處理器206相連，射頻信號(hào)接收器204和無(wú)線通信模塊205分別固定在外殼201內(nèi)部?jī)蓚?cè)，其通信主線都與微處理器206相連；
[0043]前述定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)202和三軸陀螺儀203分別實(shí)時(shí)記錄每一時(shí)刻三個(gè)坐標(biāo)軸上的加速度和偏移標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的夾角，進(jìn)而得到每一時(shí)刻的矢量速度，三維加速度計(jì)202對(duì)加速度值的采集增加了去抖處理，將超出一定閾值的加速度值作為異常值予以剔除，采用滑動(dòng)窗口濾波的方法對(duì)加速度值進(jìn)行平滑濾波；射頻發(fā)射模塊在每個(gè)樓層采用蜂窩型式布置，在樓層之間的樓梯、電梯、過(guò)道采用線型布置，整個(gè)空間做到無(wú)縫覆蓋；服務(wù)端將定位終端按照組別劃分，同時(shí)定義每個(gè)所述定位終端的權(quán)限級(jí)別，并設(shè)定位置信息的共享范圍。
[0044]實(shí)施例2
[0045]本實(shí)施例提供一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法，其系統(tǒng)工作流程包含以下步驟:
[0046]步驟一:將需要定位的室內(nèi)場(chǎng)所的三維地圖信息下載到定位終端，在需要定位的室內(nèi)確定一個(gè)原點(diǎn)，以垂直地面向上為Z軸，以任意互相垂直的方向設(shè)置X、Y軸，建立三維直角坐標(biāo)系，設(shè)置單位長(zhǎng)度為分米；
[0047]步驟二:確定定位終端初始位置的坐標(biāo)，設(shè)置定位終端初始點(diǎn)的坐標(biāo)為(χΟ,YΟ, ζΟ),且速度為零，加速度為零；
[0048]步驟三:使用者持定位終端在該室內(nèi)場(chǎng)所移動(dòng)，定位終端實(shí)時(shí)記錄三維加速度和偏角，終端內(nèi)的三軸陀螺儀實(shí)時(shí)記錄X’軸與X軸的夾角α (以X軸逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎?，V軸與Z軸的夾角β (以Z軸逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎秶鸀檎?fù)180度)，定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)記錄下三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速的ax’, a/ , a/ ,并計(jì)算出實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)；
[0049]步驟四:在特定的位置設(shè)置若干個(gè)射頻發(fā)射器，使其周期性的廣播自身位置信息，當(dāng)定位終端經(jīng)過(guò)時(shí)，定位終端上的射頻接收器將會(huì)接收到該射頻發(fā)射器廣播的位置信息，用以對(duì)自身的位置進(jìn)行校正；
[0050]步驟五:定位終端將實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端通過(guò)數(shù)據(jù)處理，將得到場(chǎng)所內(nèi)所有定位終端的位置信息，并根據(jù)組別、權(quán)限設(shè)置發(fā)布給相應(yīng)的定位終端。
[0051]其中，步驟三中實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)的計(jì)算方法為:
[0052]首先，算出按原有X、Y、Z軸方向的加速度分量ax，ay，az:

【權(quán)利要求】
1.一種基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，包括定位終端、射頻發(fā)射模塊和服務(wù)端，所述射頻發(fā)射模塊具有特有的序列號(hào)以及三維位置信息，所述定位終端內(nèi)部裝有射頻接收器，所述定位終端每經(jīng)過(guò)一個(gè)射頻發(fā)射模塊，射頻接收器即可獲得準(zhǔn)確的位置信息，其特征在于，所述定位終端包括三維加速度計(jì)(202)、三軸陀螺儀(203)、射頻信號(hào)接收器(204)、無(wú)線通信模塊(205)、微處理器(206)和外殼(201)，所述三維加速度計(jì)(202)與三軸陀螺儀(203)固定在所述外殼(201)內(nèi)，所述外殼(201)的Z軸垂直向上，所述三維加速度計(jì)(202)的通信主線與所述微處理器(206)相連，所述三軸陀螺儀(203)與所述三維加速度計(jì)(202)坐標(biāo)系重合，三軸陀螺儀(203)的通信主線與所述微處理器(206)相連，所述射頻信號(hào)接收器(204)和所述無(wú)線通信模塊(205)分別固定在外殼(201)內(nèi)部?jī)蓚?cè)，其通信主線都與所述微處理器(206)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，其特征在于，所述定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)(202)和三軸陀螺儀(203)分別實(shí)時(shí)記錄每一時(shí)刻三個(gè)坐標(biāo)軸上的加速度和偏移標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系的夾角，進(jìn)而得到每一時(shí)刻的矢量速度，所述三維加速度計(jì)(202)對(duì)加速度值的采集增加了去抖處理，將超出一定閾值的加速度值作為異常值予以剔除，采用滑動(dòng)窗口濾波的方法對(duì)加速度值進(jìn)行平滑濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，其特征在于，所述射頻發(fā)射模塊在每個(gè)樓層采用蜂窩型式布置，在樓層之間的樓梯、電梯、過(guò)道采用線型布置，整個(gè)空間做到無(wú)縫覆蓋。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位裝置，其特征在于，所述服務(wù)端將所述定位終端按照組別劃分，同時(shí)定義每個(gè)所述定位終端的權(quán)限級(jí)別，并設(shè)定位置信息的共享范圍。
5.用于權(quán)利要求1所述裝置的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法，其特征在于，系統(tǒng)工作流程包含以下步驟: 步驟一:將需要定位的室內(nèi)場(chǎng)所的三維地圖信息下載到定位終端，在需要定位的室內(nèi)確定一個(gè)原點(diǎn)，以垂直地面向上為Z軸，以任意互相垂直的方向設(shè)置X、Y軸，建立三維直角坐標(biāo)系，設(shè)置單位長(zhǎng)度為分米； 步驟二:確定定位終端初始位置的坐標(biāo)，設(shè)置定位終端初始點(diǎn)的坐標(biāo)為(x0, y0, z0),且速度為零，加速度為零； 步驟三:使用者持定位終端在該室內(nèi)場(chǎng)所移動(dòng)，定位終端實(shí)時(shí)記錄三維加速度和偏角，終端內(nèi)的三軸陀螺儀實(shí)時(shí)記錄X’軸與X軸的夾角α，以逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎ΑS與Z軸的夾角β，定位終端內(nèi)的三維加速度計(jì)記錄下三個(gè)坐標(biāo)軸方向的加速的ax’，a/ , az’，并計(jì)算出實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)； 步驟四:在特定的位置設(shè)置若干個(gè)射頻發(fā)射器，使其周期性的廣播自身位置信息，當(dāng)定位終端經(jīng)過(guò)時(shí)，定位終端上的射頻接收器將會(huì)接收到該射頻發(fā)射器廣播的位置信息，用以對(duì)自身的位置進(jìn)行校正； 步驟五:定位終端將實(shí)時(shí)的三維坐標(biāo)發(fā)送到服務(wù)端，服務(wù)端通過(guò)數(shù)據(jù)處理，將得到場(chǎng)所內(nèi)所有定位終端的位置信息，并根據(jù)組別、權(quán)限設(shè)置發(fā)布給相應(yīng)的定位終端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述步驟三中實(shí)時(shí)三維坐標(biāo)的計(jì)算方法為: 首先，算出按原有X、Y、Z軸方向的加速度分量ax，ay，az: fP

ax = a、cos P cosa — a” cos P cosci + —- a2 coscccos P

—"IP I



p < av = ax cos P.si net + av cos P cosa--— a2 sinctcos P
-.-1PI


cos P
a2 = a, sin Paxsin P + av sin P
I‘ !cos P I.然后，根據(jù)每一時(shí)刻的加速度計(jì)算每一時(shí)刻的速度分量，V/，N::

(vX = v:i + %dt

I Vy = Vy + aydt

Ivz = v2 + a2dt 最后，根據(jù)速度分量計(jì)算定位終端現(xiàn)在的坐標(biāo): p = /v,dt + x
I \?t = I \\, dt + V ο Γ V ^
Iyf = I V2dt + ζ
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于慣性制導(dǎo)和射頻識(shí)別的室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述步驟四中定位終端上的射頻接收器接收所述射頻發(fā)射器廣播的位置信息時(shí)，從信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到閥值時(shí)開(kāi)始校正，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到峰值并開(kāi)始下降時(shí)，將此處的三維坐標(biāo)同步為該射頻發(fā)射器的坐標(biāo)。
【文檔編號(hào)】G01C21/00GK104197930SQ201410461963
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月11日
【發(fā)明者】周金龍, 朱冬宏, 田群 申請(qǐng)人:金海新源電氣江蘇有限公司