一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及室內(nèi)定位方法技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)定位技術(shù)主要有兩種實(shí)現(xiàn)方法。一種是基于紅外線的方法，雖然具有相對較高的的室內(nèi)定位精度，但是需要預(yù)先布置好多個(gè)紅外收發(fā)裝置，導(dǎo)致總體造價(jià)較高;還有一種是基于無線電射頻的方法，雖然傳輸范圍大、魯棒性較強(qiáng)，但是需要智能終端、服務(wù)器之外的輔助定位設(shè)備，系統(tǒng)開銷比較大。
[0003]目前的室內(nèi)定位技術(shù)主要有UWB、RFID、WIFI等無線通信技術(shù)，目前現(xiàn)有的技術(shù)大部分需要預(yù)先布置一個(gè)或者多個(gè)固定點(diǎn)，并且很難精準(zhǔn)測算出移動(dòng)點(diǎn)的3D坐標(biāo)，尤其是對高度定位較差。
[0004]近年來，隨著傳感器價(jià)格的持續(xù)走低，大多數(shù)智能終端設(shè)備集成了多種傳感器。常用的傳感器有加速度傳感器、陀螺儀傳感器、環(huán)境光照傳感器、磁力傳感器、方向傳感器、壓力傳感器、距離傳感器、溫度傳感器等。其中陀螺儀、指南針、加速度計(jì)，可以用在慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中計(jì)算人員的位置，為此我們提出了一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法。
[000?]本發(fā)明提出的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，包括以下步驟:
Si，起點(diǎn)定位:實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的加速度數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置信息和加速度傳感器的三維信息，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即原點(diǎn)；
S2，陀螺儀測距:進(jìn)行陀螺儀測距，通過陀螺儀的數(shù)據(jù)測量出X、Y、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)，對比運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即可得出陀螺儀距離原點(diǎn)的距離；
S3，測量角度:通過地磁傳感器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向測定，根據(jù)地磁傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離原點(diǎn)的角度，即為偏離原點(diǎn)的方向；
S4，測量高度:使用壓力傳感器對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測量，從而對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的高度進(jìn)行補(bǔ)償；
S5，輔助測量:使用溫度傳感器進(jìn)行測量，從而對地磁傳感器和壓力傳感器測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；
S6，計(jì)算:對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，S卩可獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精確坐標(biāo)。
[0007]優(yōu)選地，所述加速度傳感器設(shè)置在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)上的不同位置，所述加速度傳感器采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的不同位置加速度變化數(shù)據(jù)。
[0008]優(yōu)選地，所述加速度數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的水平加速度數(shù)據(jù)。
[0009]優(yōu)選地，所述室內(nèi)定位方法通過溫度傳感器和壓力傳感器可以修正運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位坐標(biāo)。
[0010]優(yōu)選地，所述加速度數(shù)據(jù)采集時(shí)進(jìn)行消除干擾和漂移問題的濾波處理。
[0011 ]本發(fā)明中，先通過加速度傳感器實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的加速度數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)得到運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置后，通過陀螺儀的數(shù)據(jù)得出陀螺儀距離原點(diǎn)的距離，再通過地磁傳感器計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離原點(diǎn)的角度，通過壓力傳感器和溫度傳感器對數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，最后通過計(jì)算即可獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精確坐標(biāo)，本發(fā)明不需要預(yù)先安裝固定點(diǎn)，不需要借助任何外部設(shè)備，自身即可做到精準(zhǔn)定位，對高度定位準(zhǔn)確，同時(shí)可自行修正定位坐標(biāo)，并能夠反應(yīng)物體當(dāng)前狀體，適合推廣。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解說。
[0013]本發(fā)明提出的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，包括以下步驟:
Si，起點(diǎn)定位:實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的加速度數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置信息和加速度傳感器的三維信息，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即原點(diǎn)；
S2，陀螺儀測距:進(jìn)行陀螺儀測距，通過陀螺儀的數(shù)據(jù)測量出X、Y、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)，對比運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即可得出陀螺儀距離原點(diǎn)的距離；
S3，測量角度:通過地磁傳感器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向測定，根據(jù)地磁傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離原點(diǎn)的角度，即為偏離原點(diǎn)的方向；
S4，測量高度:使用壓力傳感器對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測量，從而對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的高度進(jìn)行補(bǔ)償；
S5，輔助測量:使用溫度傳感器進(jìn)行測量，從而對地磁傳感器和壓力傳感器測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償；
S6，計(jì)算:對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，S卩可獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精確坐標(biāo)。
[0014]本發(fā)明中，所述加速度傳感器設(shè)置在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)上的不同位置，所述加速度傳感器采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的不同位置加速度變化數(shù)據(jù)。所述加速度數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的水平加速度數(shù)據(jù)。所述室內(nèi)定位方法通過溫度傳感器和壓力傳感器可以修正運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位坐標(biāo)。所述加速度數(shù)據(jù)采集時(shí)進(jìn)行消除干擾和漂移問題的濾波處理，螺旋儀是一種用來傳感與維持方向的裝置，基于角動(dòng)量守恒的理論設(shè)計(jì)出來的。陀螺儀主要是由一個(gè)位于軸心且可旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子構(gòu)成。陀螺儀一旦開始旋轉(zhuǎn)，由于轉(zhuǎn)子的角動(dòng)量，陀螺儀有抗拒方向改變的趨向，本發(fā)明中使用的陀螺儀可以測量出距離。
[0015]本發(fā)明不需要預(yù)先安裝固定點(diǎn)，不需要借助任何外部設(shè)備，自身即可做到精準(zhǔn)定位，對高度定位準(zhǔn)確，同時(shí)可自行修正定位坐標(biāo)，并能夠反應(yīng)物體當(dāng)前狀體，適合推廣。
[0016]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，其特征在于，包括以下步驟: Si，起點(diǎn)定位:實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的加速度數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置信息和加速度傳感器的三維信息，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即原點(diǎn)； S2，陀螺儀測距:進(jìn)行陀螺儀測距，通過陀螺儀的數(shù)據(jù)測量出X、Y、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)，對比運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即可得出陀螺儀距離原點(diǎn)的距離； S3，測量角度:通過地磁傳感器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向測定，根據(jù)地磁傳感器的數(shù)據(jù)，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)目標(biāo)距離原點(diǎn)的角度，即為偏離原點(diǎn)的方向； S4，測量高度:使用壓力傳感器對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行測量，從而對運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的高度進(jìn)行補(bǔ)償； S5，輔助測量:使用溫度傳感器進(jìn)行測量，從而對地磁傳感器和壓力傳感器測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償； S6，計(jì)算:對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，S卩可獲得運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的精確坐標(biāo)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述加速度傳感器設(shè)置在運(yùn)動(dòng)目標(biāo)上的不同位置，所述加速度傳感器采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的不同位置加速度變化數(shù)據(jù)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述加速度數(shù)據(jù)包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的水平加速度數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述室內(nèi)定位方法通過溫度傳感器和壓力傳感器可以修正運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的定位坐標(biāo)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，其特征在于，所述加速度數(shù)據(jù)采集時(shí)進(jìn)行消除干擾和漂移問題的濾波處理。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于加速度、磁力計(jì)、陀螺儀、壓力傳感器的精確室內(nèi)定位方法，包括以下步驟：S1，起點(diǎn)定位：實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的加速度數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)，包括運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的位置信息和加速度傳感器的三維信息，確定運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即原點(diǎn)；S2，陀螺儀測距：進(jìn)行陀螺儀測距，通過陀螺儀的數(shù)據(jù)測量出X、Y、Z三個(gè)方向的坐標(biāo)，對比運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的起點(diǎn)位置，即可得出陀螺儀距離原點(diǎn)的距離；S3，測量角度：通過地磁傳感器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的方向測定，根據(jù)地磁傳感器的數(shù)據(jù)。本發(fā)明不需要預(yù)先安裝固定點(diǎn)，不需要借助任何外部設(shè)備，自身即可做到精準(zhǔn)定位，對高度定位準(zhǔn)確，同時(shí)可自行修正定位坐標(biāo)，并能夠反應(yīng)物體當(dāng)前狀體，適合推廣。
【IPC分類】G01D21/02, G01C21/18
【公開號】CN105651283
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊磊, 徐建鵬, 程文杰, 孫葉根, 陳奇
【申請人】安徽斯瑪特物聯(lián)網(wǎng)科技有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年3月14日