一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)及其使用方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)及其使用方法，系統(tǒng)包括定位模塊和接收模塊，所述定位模塊主要由計(jì)算處理模塊、發(fā)射模塊、陀螺儀組成，定位模塊中在所述計(jì)算處理模塊的一側(cè)設(shè)有誤差校準(zhǔn)模塊，陀螺儀與所述計(jì)算處理模塊、誤差校準(zhǔn)模塊通信連接，計(jì)算處理模塊與所述發(fā)射模塊通信連接，發(fā)射模塊與所述接收模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在不能提前布置基點(diǎn)的消防或搶險(xiǎn)救災(zāi)等場(chǎng)所中進(jìn)行精確定位的功能，通過(guò)陀螺儀對(duì)人體步伐數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算處理模塊的計(jì)算分析，并由接收模塊接收導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人員的位置信息，并且通過(guò)誤差校準(zhǔn)模塊對(duì)步伐數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，使最終傳輸給指揮人員的位置信息更加精確無(wú)誤。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于定位系統(tǒng)領(lǐng)域，更具體而言，本發(fā)明涉及一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]室外的定位系統(tǒng)趨向成熟，通過(guò)GPS或者我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)可以在任意時(shí)刻、任意地點(diǎn)對(duì)人或物進(jìn)行精確的位置定位、導(dǎo)航，但是在室內(nèi)的話(huà)由于建筑物周?chē)鹘ㄖ恼趽跫敖ㄖ飪?nèi)復(fù)雜的內(nèi)飾墻體的阻礙，GPS或北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)都不能很好地發(fā)揮作用。如果想對(duì)室內(nèi)的個(gè)人或物體進(jìn)行定位的話(huà)，需要額外增加復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施，現(xiàn)有室內(nèi)定位技術(shù)，都是提前布設(shè)好基點(diǎn)，通過(guò)WIF1、藍(lán)牙或beacon，設(shè)備進(jìn)去后和基點(diǎn)進(jìn)行通信，然后計(jì)算出其位置信息，設(shè)備進(jìn)行計(jì)算位置后與控制端通信，確定其位置。
[0003]但是有的場(chǎng)合是無(wú)法提前進(jìn)行布置基點(diǎn)的，比如在消防場(chǎng)所、搶險(xiǎn)場(chǎng)所，由于消防、搶險(xiǎn)救援事件的發(fā)生都是突發(fā)性的，有著隨時(shí)到一個(gè)地方隨時(shí)能得到位置信息、軌跡的需求，就需要另外的定位技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)該功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明公開(kāi)了一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)及其使用方法，該系統(tǒng)能夠?qū)Σ荒芴崆安贾没c(diǎn)的場(chǎng)所進(jìn)行室內(nèi)定位，能更好地為消防、搶險(xiǎn)救災(zāi)行動(dòng)提供精確的位置定位。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括定位模塊和接收模塊，所述定位模塊主要由計(jì)算處理模塊、發(fā)射模塊、陀螺儀組成，所述計(jì)算處理模塊、所述發(fā)射模塊、所述陀螺儀集成安裝在一起，所述定位模塊中在所述計(jì)算處理模塊的一側(cè)設(shè)有誤差校準(zhǔn)模塊，所述陀螺儀與所述計(jì)算處理模塊、所述誤差校準(zhǔn)模塊通信連接，所述計(jì)算處理模塊與所述發(fā)射模塊通信連接，所述發(fā)射模塊與所述接收模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述計(jì)算處理模塊、發(fā)射模塊、誤差校準(zhǔn)模塊、陀螺儀集成安裝在載體上，所述載體綁在鞋子上或貼合在鞋子上。
[0008]進(jìn)一步的，所述接收模塊上設(shè)有通信接口，所述通信接口為USB接口。
[0009]更進(jìn)一步的，所述系統(tǒng)還包括中繼模塊。
[0010]—種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的使用方法，包含以下步驟:
[0011 ] A.人員進(jìn)入場(chǎng)所，在出發(fā)地點(diǎn)確定基點(diǎn)；
[0012]B.人開(kāi)始移動(dòng)后，由陀螺儀對(duì)人體抬腳過(guò)程中腳步的加速—?jiǎng)蛩佟獪p速—停頓的過(guò)程來(lái)確定每一步的加速度、速度和方向；
[0013]C.陀螺儀將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算處理模塊，計(jì)算處理模塊計(jì)算出人員步伐的大小和方向，同時(shí)誤差校準(zhǔn)模塊進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，計(jì)算處理模塊結(jié)合誤差校準(zhǔn)模塊的修正數(shù)據(jù)確定最終的人員步伐的大小和方向；
[0014]D.計(jì)算處理模塊將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊，發(fā)射模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊；
[0015]E.接收模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)等終端。
[0016]進(jìn)一步的，若場(chǎng)所為地下室或封閉場(chǎng)所，所述步驟A中，則在出發(fā)地點(diǎn)確定基點(diǎn)前在地下室或封閉場(chǎng)所的入口放置中繼模塊;所述步驟D中，則是計(jì)算處理模塊將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊，發(fā)射模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式先將數(shù)據(jù)傳輸給中繼模塊，再由中繼模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊。
[0017]采用上述技術(shù)方案后，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在不能提前布置基點(diǎn)的消防或搶險(xiǎn)救災(zāi)等場(chǎng)所中進(jìn)行精確定位的功能，通過(guò)陀螺儀對(duì)人體步伐數(shù)據(jù)的采集、計(jì)算處理模塊的計(jì)算分析，并由接收模塊接收導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人員的位置信息，并且通過(guò)誤差校準(zhǔn)模塊對(duì)步伐數(shù)據(jù)進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，使最終傳輸給指揮人員的位置信息更加精確無(wú)誤。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本發(fā)明一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的示意圖。
[0019]圖中:丨、定位模塊11、計(jì)算處理模塊12、發(fā)射模塊13、陀螺儀14、誤差校準(zhǔn)模塊
2、接收模塊3、中繼模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]如圖1所示，一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，包括定位模塊I和接收模塊2，所述定位模塊I主要由對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行分析處理的計(jì)算處理模塊U、將信號(hào)發(fā)射出去的發(fā)射模塊12和隨時(shí)檢測(cè)人位置方向的陀螺儀13組成;所述計(jì)算處理模塊11、所述發(fā)射模塊12、所述陀螺儀13可以集成安裝在一個(gè)載體上，載體可以綁在鞋子上或者貼合在鞋子上。
[0022]該系統(tǒng)在使用時(shí)，當(dāng)人員進(jìn)入一個(gè)場(chǎng)所，在出發(fā)的地點(diǎn)確定一個(gè)基點(diǎn)，走的時(shí)候定位模塊隨時(shí)計(jì)算人走的方向、位置;人在抬腳走路或跑步的過(guò)程中，腳步上有個(gè)加速—勾速—減速—停頓的過(guò)程，由陀螺儀13來(lái)監(jiān)測(cè)每一步的加速度、速度、方向，將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算處理模塊11，計(jì)算處理模塊11對(duì)各種數(shù)據(jù)進(jìn)行整合計(jì)算得出人的每一步的步幅、方向，發(fā)射模塊12將步伐數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊2，接收模塊2上設(shè)有通信接口，通信接口為標(biāo)準(zhǔn)USB接口，通過(guò)USB接口可以將接收模塊2上的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)中再顯示出該人的室內(nèi)的位置、運(yùn)動(dòng)軌跡信息，該數(shù)據(jù)可保存、對(duì)比、分析、打印。
[0023]在地下室或封閉的場(chǎng)所時(shí)，由于在地下室或封閉場(chǎng)所里面的定位模塊I很難將信號(hào)傳輸給外面的現(xiàn)場(chǎng)指揮的接收模塊2，為了避免信號(hào)傳輸不出來(lái)，可以在定位模塊I中增加中繼模塊3。在人員進(jìn)入地下室或封閉的場(chǎng)所時(shí)，在地下室或封閉的場(chǎng)所時(shí)的門(mén)口放置中繼模塊3，進(jìn)去之后，通過(guò)中繼模塊3進(jìn)行接收有定位模塊I中發(fā)射模塊12發(fā)送的數(shù)據(jù)后再把數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊2，保證通信的通暢。圖1中的虛線(xiàn)箭頭是設(shè)置了中繼模塊3后信號(hào)傳輸?shù)穆窂剑瑢?shí)線(xiàn)箭頭是不需要中繼模塊時(shí)信號(hào)傳輸?shù)穆窂健?br>[0024]由于存在精度誤差，隨著人員的行走一直進(jìn)行每一步的計(jì)算，其累計(jì)誤差越來(lái)越大，從而使最終顯示的結(jié)果與實(shí)際行走過(guò)程產(chǎn)生很大的偏差，而且沒(méi)有外界的基點(diǎn)、基站、GPS等輔助來(lái)實(shí)時(shí)確定位置、修正方向，使得最后的誤差累積量達(dá)到一個(gè)驚人的數(shù)字，在定位模塊I中增加誤差校準(zhǔn)模塊14，誤差校準(zhǔn)模塊14設(shè)在計(jì)算處理模塊11的一側(cè)，通過(guò)誤差校正模塊14，實(shí)時(shí)對(duì)誤差進(jìn)行修正，誤差校正模塊14可以通過(guò)自身與中繼模塊3或接收模塊2的位置定位，對(duì)人員走的每一步或每幾步進(jìn)行校準(zhǔn)，減小誤差，使定位系統(tǒng)的精確性提高；所述陀螺儀13與所述計(jì)算處理模塊11、所述誤差校準(zhǔn)模塊14通信連接，所述計(jì)算處理模塊11與所述發(fā)射模塊12通信連接，所述發(fā)射模塊12與所述接收模塊2通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接。
[0025]由上可得一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的使用方法，包含以下步驟:
[0026]A.人員進(jìn)入場(chǎng)所，在出發(fā)地點(diǎn)確定基點(diǎn)；
[0027]B.人開(kāi)始移動(dòng)后，由陀螺儀13對(duì)人體抬腳過(guò)程中腳步的加速—?jiǎng)蛩佟獪p速—停頓的過(guò)程來(lái)確定每一步的加速度、速度和方向；
[0028]C.陀螺儀13將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算處理模塊11，計(jì)算處理模塊11計(jì)算出人員步伐的大小和方向，同時(shí)誤差校準(zhǔn)模塊14進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，計(jì)算處理模塊11結(jié)合誤差校準(zhǔn)模塊14的修正數(shù)據(jù)確定最終的人員步伐的大小和方向；
[0029]D.計(jì)算處理模塊11將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊12，發(fā)射模塊12通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊2;
[0030]E.接收模塊2將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)等終端。
[0031]若場(chǎng)所為地下室、封閉場(chǎng)所等無(wú)法很好地將相關(guān)信息傳輸給接收模塊的場(chǎng)合，一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的使用方法，則包含以下步驟:
[0032]A.人員進(jìn)入場(chǎng)所，在地下室或封閉場(chǎng)所的入口放置中繼模塊3，在出發(fā)地點(diǎn)確定基占.V，
[0033]B.人開(kāi)始移動(dòng)后，由陀螺儀13對(duì)人體抬腳過(guò)程中腳步的加速—?jiǎng)蛩佟獪p速—停頓的過(guò)程來(lái)確定每一步的加速度、速度和方向；
[0034]C.陀螺儀13將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算處理模塊11，計(jì)算處理模塊11計(jì)算出人員步伐的大小和方向，同時(shí)誤差校準(zhǔn)模塊14進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，計(jì)算處理模塊11結(jié)合誤差校準(zhǔn)模塊14的修正數(shù)據(jù)確定最終的人員步伐的大小和方向；
[0035]D.計(jì)算處理模塊11將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊12，發(fā)射模塊12通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式先將數(shù)據(jù)傳輸給中繼模塊3，再由中繼模塊3將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊2;
[0036]E.接收模塊2將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)等終端。
[0037]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于:包括定位模塊和接收模塊，所述定位模塊主要由計(jì)算處理模塊、發(fā)射模塊、陀螺儀組成，所述計(jì)算處理模塊、所述發(fā)射模塊、所述陀螺儀集成安裝在一起，所述定位模塊中在所述計(jì)算處理模塊的一側(cè)設(shè)有誤差校準(zhǔn)模塊，所述陀螺儀與所述計(jì)算處理模塊、所述誤差校準(zhǔn)模塊通信連接，所述計(jì)算處理模塊與所述發(fā)射模塊通信連接，所述發(fā)射模塊與所述接收模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算處理模塊、發(fā)射模塊、誤差校準(zhǔn)模塊、陀螺儀集成安裝在載體上，所述載體綁在鞋子上或貼合在鞋子上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于:所述接收模塊上設(shè)有通信接口，所述通信接口為USB接口。4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于:所述系統(tǒng)還包括中繼模塊。5.一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，包含以下步驟: A.人員進(jìn)入場(chǎng)所，在出發(fā)地點(diǎn)確定基點(diǎn)； B.人開(kāi)始移動(dòng)后，由陀螺儀對(duì)人體抬腳過(guò)程中腳步的加速—?jiǎng)蛩佟獪p速—停頓的過(guò)程來(lái)確定每一步的加速度、速度和方向； C.陀螺儀將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸給計(jì)算處理模塊，計(jì)算處理模塊計(jì)算出人員步伐的大小和方向，同時(shí)誤差校準(zhǔn)模塊進(jìn)行誤差檢測(cè)和誤差糾正，計(jì)算處理模塊結(jié)合誤差校準(zhǔn)模塊的修正數(shù)據(jù)確定最終的人員步伐的大小和方向； D.計(jì)算處理模塊將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊，發(fā)射模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式將數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊； E.接收模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給計(jì)算機(jī)等終端。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)的使用方法，其特征在于:若場(chǎng)所為地下室或封閉場(chǎng)所，所述步驟A中，則在出發(fā)地點(diǎn)確定基點(diǎn)前在地下室或封閉場(chǎng)所的入口放置中繼模塊;所述步驟D中，則是計(jì)算處理模塊將數(shù)據(jù)傳輸給發(fā)射模塊，發(fā)射模塊通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信方式先將數(shù)據(jù)傳輸給中繼模塊，再由中繼模塊將相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸給接收模塊。
【文檔編號(hào)】G01C21/16GK105865445SQ201610187759
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】廖國(guó)新
【申請(qǐng)人】全感（蘇州）智能技術(shù)有限公司