通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前室內(nèi)定位的方法主要分為W下S種方法： 1、無線定位技術(shù)，即通過無線媒介如：紅外、聲波、射頻、網(wǎng)絡(luò)信號等，借助無線信號的 強(qiáng)弱、疊加等方式定位。2、慣性傳感器定位技術(shù)；對加速度傳感器的測量值進(jìn)行積分，計(jì)算 出人員的運(yùn)動速度；通過角速度傳感器和電子羅盤的測量值通過，計(jì)算出人員的運(yùn)動方向。 通過運(yùn)動速度和運(yùn)動方向計(jì)算出運(yùn)動軌跡，和事先繪制的室內(nèi)地圖配合，實(shí)現(xiàn)定位。3、第一 種方法和第二種方法結(jié)合在一起，通過無線和慣性傳感器聯(lián)合定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是不使用傳感器的測量數(shù)據(jù)直接去計(jì)算人的運(yùn)動速度和運(yùn)動方向 而獲得對動作進(jìn)行定位的通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明的系統(tǒng)是由傳感器部分、單片機(jī)部分構(gòu)成；其中傳感器部分是由傳感器穩(wěn) 壓電路、=軸電子羅盤電路、=軸角速度傳感器電路、=軸加速度傳感器電路、N溝道場效應(yīng) 管、傳感器部分和單片機(jī)部分連接器構(gòu)成； MIC5205-3. 3YM5是穩(wěn)壓巧片，HMC588：3L是=軸電子羅盤，L3G4200D是=軸角速度傳感 器巧片，AD化345B是S軸加速度傳感器巧片，Q1和Q2是N溝道場效應(yīng)管；P1是和單片機(jī)部 分連接的插頭，六部分分別通過各部分的VIN、3. 3V、GND、S化、SDA、EX_S化、EX_SDA該些引 腳都互相連接； 單片機(jī)部分是由單片機(jī)最小系統(tǒng)、單片機(jī)電源電路、串口轉(zhuǎn)USB電路、JTAG電路、單片 機(jī)部分和傳感器部分連接器構(gòu)成； 單片機(jī)各部分中的巧V、VCC3. 3、GND、PA6、PA7、JTMS、JTCK、JTDI、JTD0、JTRST、NRST、RX、TX引腳都互相連接。
[0005] 本發(fā)明的動作定位方法，其步驟是： 通過=軸加速度計(jì)和下位機(jī)處理器對運(yùn)動信號進(jìn)行采集，使用S表示原始信號，選用dbG6作為母小波函數(shù)對信號進(jìn)行S層的小波包變換，使用〇-，J)來表示第之層的第 個節(jié)點(diǎn)，其中，!' = 0A 23,? ? N，/二0,1，2,31使用《,，表示第若層的第J-個頻帶的小波分解系數(shù)； 將最末層的Zy小波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)信號表示為；渡二耳0 + +…+氣妙-0 計(jì)算小波包分解出來一層到=層對應(yīng)在頻域0. 39~18. 75化頻段內(nèi)系數(shù)的平方和 作為能量的特征量，我們有特征量1的表達(dá)式如下：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于：是由傳感器部分、單片機(jī)部分構(gòu) 成；其中傳感器部分是由傳感器穩(wěn)壓電路、三軸電子羅盤電路、三軸角速度傳感器電路、三 軸加速度傳感器電路、N溝道場效應(yīng)管、傳感器部分和單片機(jī)部分連接器構(gòu)成； MIC5205-3. 3YM5是穩(wěn)壓芯片，HMC5883L是三軸電子羅盤，L3G4200D是三軸角速度傳感 器芯片，ADXL345B是三軸加速度傳感器芯片，Ql和Q2是N溝道場效應(yīng)管；Pl是和單片機(jī)部 分連接的插頭，六部分分別通過各部分的VIN、3. 3V、GND、SCL、SDA、EX_SCL、EX_SDA這些引 腳都互相連接； 單片機(jī)部分是由單片機(jī)最小系統(tǒng)、單片機(jī)電源電路、串口轉(zhuǎn)USB電路、JTAG電路、單片 機(jī)部分和傳感器部分連接器構(gòu)成； 單片機(jī)各部分中的 +5V、VCC3. 3、GND、PA6、PA7、JTMS、JTCK、JTDI、JTDO、JTRST、NRST、 RX、TX引腳都互相連接。
2. 權(quán)利要求1所述的通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)進(jìn)行動作定位方法，其特征在于： 其步驟是： 通過三軸加速度計(jì)和下位機(jī)處理器對運(yùn)動信號進(jìn)行采集，使用S表示原始信號，選用 dW)6作為母小波函數(shù)對信號進(jìn)行三層的小波包變換，使用0,7；>來表示第^層的第^/個 節(jié)點(diǎn)，其中，I· = 〇, I92,3…TsL/ = 〇, 1，2,3…2〃 一 1使用Ju表示第I層的第J·個 頻帶的小波分解系數(shù)； 將最末層的&/』、波系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，重構(gòu)信號表示為# = \。+氣;…+氣 計(jì)算小波包分解出來一層到三層對應(yīng)在頻域〇. 39~18. 75Hz頻段內(nèi)系數(shù)的平方和 作為能量的特征量，我們有特征量茗的表達(dá)式如下名.尸;表達(dá)式中的 k=l x,』=0，1，2.Ja -!,!￡=1,23...11)代表慫/分解出的各個系數(shù)的值； 將通過上式計(jì)算出來的能量作為特征向量f，我們有如下表達(dá)式：
將提取出來的特征量進(jìn)行歸一化處理，能量特征在人員做動作時不同動作又具有不同 的能量差異較大，比如跑動的功率譜就要明顯高于走動的功率譜，經(jīng)過歸一化后，SVM具有 更好的分類效果，具有較好的泛化性，因此,我們令
至此，我們得到了歸一化后的特征向量; 使用歸一化的特征向量訓(xùn)練SVM分類器，在完成訓(xùn)練SVM分類器之后能夠?qū)⑷藛T的動 作的特征向量識別成人員的各種動作。
【專利摘要】一種通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的目的是不使用傳感器的測量數(shù)據(jù)直接去計(jì)算人的運(yùn)動速度和運(yùn)動方向而獲得對動作進(jìn)行定位的通過動作判斷的室內(nèi)定位系統(tǒng)。本發(fā)明的系統(tǒng)是由傳感器部分、單片機(jī)部分構(gòu)成；其中傳感器部分是由傳感器穩(wěn)壓電路、三軸電子羅盤電路、三軸角速度傳感器電路、三軸加速度傳感器電路、N溝道場效應(yīng)管、傳感器部分和單片機(jī)部分連接器構(gòu)成。本發(fā)明對傳感器的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，使用小波包分析數(shù)據(jù)，用SVM判斷人員的動作，通過識別出來的動作，如：步行、跑步、上下樓梯、轉(zhuǎn)向等，配合人員個體屬性，即人員的年齡、性別、步行步幅，計(jì)算出佩戴者運(yùn)動的距離和方向，得到運(yùn)動軌跡。再配合事先繪制的室內(nèi)地圖，實(shí)現(xiàn)定位。
【IPC分類】G01C21-16, G01C21-20
【公開號】CN104864872
【申請?zhí)枴緾N201510303771
【發(fā)明人】周求湛, 王寧, 車遙, 王剛
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2015年6月5日