本實用新型涉及巡檢技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段在石化領(lǐng)域，石化裝置區(qū)多為多層鋼架結(jié)構(gòu)，環(huán)境比較復雜，在工作人員巡檢過程中勢必要使用到定位裝置對工作人員進行定位。而工業(yè)現(xiàn)場巡檢過程中，傳統(tǒng)的工作人員采用的定位手段局限于GPS定位和WIFI定位等無線定位方式，由于工業(yè)現(xiàn)場存在大量鋼結(jié)構(gòu)設(shè)備設(shè)施、廠房和管廊等遮擋物，導致GPS信號和WIFI信號受到遮擋或者折射，嚴重影響定位精度，無法對工作人員進行準確的定位。
基于微慣導技術(shù)的定位系統(tǒng)以及定位方法，可以在沒有GPS和WIFI等外部信號的條件下，通過采集工作人員的運動信息，實現(xiàn)對工作人員較為精確的定位。通過該系統(tǒng)與現(xiàn)場布置的藍牙定位標簽進行配合，或者與空曠地帶的GPS信號進行配合，可以實現(xiàn)對現(xiàn)場人員的全程無縫定位，解決廠區(qū)工作人員定位難的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種定位準確、成本低、智能化程度高的巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)，其中，包括巡檢手持終端和多個藍牙信標，巡檢手持終端又包括微處理器、三維加速度傳感器、三維電子羅盤和電子陀螺儀，三維加速度傳感器、三維電子羅盤和電子陀螺儀的數(shù)據(jù)輸出端分別與微處理器的數(shù)據(jù)接收端連接，各藍牙信標分別設(shè)置在石化廠區(qū)內(nèi)各巡檢位置上，各藍牙信標的數(shù)據(jù)信號輸出端與微處理器的數(shù)據(jù)信號接收端連接，微處理器的信號端通過通信基站和4G網(wǎng)絡與上位機的信號接收端連接。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)，其中所述微處理器的信號端與GPS衛(wèi)星或者北斗衛(wèi)星信號連接。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)，其中所述巡檢手持終端固定在人體腰 部位置。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)，其中所述微處理器為單片機處理器。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)不同之處在于：本實用新型巡檢工作人員在巡檢過程中始終將巡檢手持終端固定在位于人體中心的腰部位置，最其最能夠體現(xiàn)巡檢工作人員的運動狀態(tài)，保證巡檢工作人員在完成各種動作時，巡檢手持終端的運動軌跡都與巡檢工作人員腰部位置的運動軌跡保持一致，大大增加了對運動軌跡數(shù)據(jù)采集的準確性。在石化廠區(qū)內(nèi)各巡檢位置上分別設(shè)置有藍牙信標，定位準確、耗電量小，巡檢工作人員只要進入藍牙信標的覆蓋范圍，巡檢手持終端就會自動接收藍牙信標發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，無需進行多余的手動操作，操控方便。設(shè)置有藍牙信標、GPS衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星和巡檢手持終端自定位等多種定位方式，上位機通過接收多種定位方式傳輸?shù)奈恢脭?shù)據(jù)，保證定位信息的準確性。設(shè)置有定位服務器，對接收到的位置信息和軌跡信息還要傳輸給定位服務器進行對比復檢，進一步保證了定位信息的準確性，避免巡檢過程中意外事故的發(fā)生。本發(fā)明可以在沒有GPS或者WIFI等無線信號的條件下，通過采集人員的運動信息，實現(xiàn)對人員的精確定位。可以與現(xiàn)場布置的藍牙定位標簽以及空曠地帶的無線信號，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場人員的全程無縫定位。
下面結(jié)合附圖對本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)作進一步說明。
附圖說明
圖1為本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖，包括巡檢手持終端13和多個藍牙信標5，巡檢手持終端13又包括微處理器1、三維加速度傳感器2、三維電子羅盤3和電子陀螺儀4，三維加速度傳感器2、三維電子羅盤3和電子陀螺儀4的數(shù)據(jù)輸出端分別與微處理器1的數(shù)據(jù)接收端連接。多個藍牙信標5分別設(shè)置在石化廠區(qū)內(nèi)各巡檢位置上，各藍牙信標5的數(shù)據(jù)信號輸出端與微處理器1的數(shù)據(jù)信號接收端連接，巡檢工作人員在接近各指定巡檢位置時，只要巡檢工作人員進入藍牙信標5的覆蓋范圍，藍牙信標5就會不間斷的向巡檢手持終端13中的微處理器1發(fā)送數(shù)據(jù)信號，無需巡檢工作人員進行多余的手動操作就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息接收的功能。巡檢手持終端13中的微處理器1的信號端與GPS衛(wèi)星6或者北斗衛(wèi)星12信號連接，通過GPS衛(wèi)星6或者北斗衛(wèi)星12對巡檢手持終端13進 行實時定位。巡檢手持終端13中的微處理器1的信號端還通過通信基站7進行無線信號的傳輸，巡檢手持終端13中的微處理器1的信號端通過通信基站7和4G網(wǎng)絡8與上位機10和定位服務器的信號接收端連接，上位機10和定位服務器設(shè)置在中控室內(nèi)。微處理器1將藍牙信標5發(fā)送的數(shù)據(jù)信息、GPS衛(wèi)星6或者北斗衛(wèi)星12的定位信息，以及三維加速度傳感器2、三維電子羅盤3和電子陀螺儀4采集到的巡檢工作人員在進行過程中的軌跡信息都同時傳輸給上位機10和定位服務器，中控室內(nèi)的工作人員通過上位機10對各信號進行接收，確保采集信號的準確性和工作人員的安全。
本實用新型的一個實施例中所采用的微處理器1為單片機處理器。
本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位方法，在巡檢工作人員進行巡檢過程中，將巡檢手持終端13固定在腰部位置，可認為巡檢手持終端13的運動軌跡與巡檢工作人員腰部位置的運動軌跡保持一致。巡檢工作人員行進軌跡的估算精確到以步為單位，在行進過程中通過三維加速度傳感器2采集到的加速度信息來計算步長，通過三維電子羅盤3和電子陀螺儀4采集到的方位信息來計算行進方向的轉(zhuǎn)角，巡檢工作人員軌跡是從上一位置點向估算的行進方向前進估算步長的長度，形成巡檢工作人員新的位置點。在定位過程中需要對巡檢工作人員的斷步、步長和行進方向進行計算和判斷：
斷步的判斷方法：人體在行進過程中，單腳落地時會在豎直方向產(chǎn)生明顯的加速度。當單腳的加速度數(shù)據(jù)滿足以下情況時，認為是一步：1、單腳向前一步的豎直方向的加速度采樣數(shù)據(jù)大于向前加速度的設(shè)定值；2、單腳向前一步的豎直方向的加速度最大值大于上一步加速度的平方平均數(shù)；3、單腳向前一步的水平方向的加速度正向過零。
步長的計算方法：人體在行進過程中，人體水平方向的加速度與單步的步長存在計算函數(shù)為：L＝(amax-amin)0.25，其中L為步長，amax為一步中水平方向加速度最大值，amin為一步中水平方向加速度最小值。
行進方向的計算方法：巡檢手持終端13固定在巡檢工作人員的腰部位置，認為巡檢手持終端13與巡檢工作人員身體沿豎直方向上保持一致，進行方向角的計算函數(shù)為：Anew＝A+ω×Δt，其中A為原行進方向，ω為新的陀螺儀旋轉(zhuǎn)角度的采樣數(shù)值，Δt為新采樣值距離上一采樣值的時間，Anew為新的行進方向。
工作人員位置移動后新位置點的計算函數(shù)為：(x,y)new＝(x+L×cosA,y+L×sinA)，其中x和y為工作人員移動前的原位置坐標(x,y)，L為步長，A為行進方向。
根據(jù)本實用新型巡檢移動終端基于微慣導的定位系統(tǒng)，巡檢工作人員在巡檢過程中始終將巡檢手持終端13固定在位于人體中心的腰部位置，最其最能夠體現(xiàn)巡檢工作人員的運動狀 態(tài)，保證巡檢工作人員在完成各種動作時，巡檢手持終端13的運動軌跡都與巡檢工作人員腰部位置的運動軌跡保持一致，大大增加了對運動軌跡數(shù)據(jù)采集的準確性。在石化廠區(qū)內(nèi)各巡檢位置上分別設(shè)置有藍牙信標5，定位準確、耗電量小，巡檢工作人員只要進入藍牙信標5的覆蓋范圍，巡檢手持終端13就會自動接收藍牙信標5發(fā)送的數(shù)據(jù)信號，無需進行多余的手動操作，操控方便。設(shè)置有藍牙信標5、GPS衛(wèi)星6、北斗衛(wèi)星12和巡檢手持終端13自定位等多種定位方式，上位機10通過接收多種定位方式傳輸?shù)奈恢脭?shù)據(jù)，保證定位信息的準確性。設(shè)置有定位服務器5，對接收到的位置信息和軌跡信息還要傳輸給定位服務器5進行對比復檢，進一步保證了定位信息的準確性，避免巡檢過程中意外事故的發(fā)生。本發(fā)明可以在沒有GPS或者WIFI等無線信號的條件下，通過采集人員的運動信息，實現(xiàn)對人員的精確定位?？梢耘c現(xiàn)場布置的藍牙定位標簽以及空曠地帶的無線信號，能夠?qū)崿F(xiàn)對現(xiàn)場人員的全程無縫定位。本實用新型定位準確、成本低、智能化程度高，與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點。
以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。