申请/专利权人：安徽建筑大学

申请日：2020-02-17

公开（公告）日：2020-06-26

公开（公告）号：CN111337026A

主分类号：G01C21/20(20060101)

分类号：G01C21/20(20060101);G01C21/16(20060101);G01C21/18(20060101);G01C5/06(20060101)

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2020.07.21#实质审查的生效;2020.06.26#公开

摘要：本发明公开了室内定位系统，包括传感器、行人航位推算模块、角速度模块、磁场匹配模块、楼层定位模块、数据传输模块、后台终端，传感器包括陀螺仪、加速度传感器、磁场传感器、压力传感器，陀螺仪为角速度传感器，用于精确角度的测量，加速度传感器用于加速度的测量，磁场传感器用于将磁场信息转为电讯号进行测量，压力传感器用于辅助测量行人位置的海拔高度，行人航位推算模块用于计算行人当前位置信息；本发明的有益效果是：可获取室内的三维定位信息，实现对同一楼层的用户的数量统计，以及同一栋楼的用户的数量统计，实现用户之间的位置共享。

主权项：1.室内定位系统，其特征在于，包括传感器、行人航位推算模块、角速度模块、磁场匹配模块、楼层定位模块、数据传输模块、后台终端；所述传感器包括陀螺仪、加速度传感器、磁场传感器、压力传感器，所述陀螺仪为角速度传感器，用于精确角度的测量，所述加速度传感器用于加速度的测量，所述磁场传感器用于将磁场信息转为电讯号进行测量，所述压力传感器用于辅助测量行人位置的海拔高度，所述行人航位推算模块用于计算行人当前位置信息，具体的处理步骤包括：步骤一：获取在第一个行进过程中，行人在T0时刻的初始位置，初始位置坐标标记为XT0,YT0；步骤二：当行人沿着方向角α行进，位移为D0时，获取行人在第二个行进过程中，行人在T1时刻的位置坐标，T1时刻的位置坐标标记为XT1,YT1；步骤三：当行人沿着方向角β行进，位移为D1时，获取行人在第三个行进过程中，行人在T2时刻的位置坐标，T2时刻的位置坐标标记为XT2,YT2；步骤四：当行人沿着方向角γ行进，位移为D2时，获取行人在第四个行进过程中，行人在T3时刻的位置坐标，T2时刻的位置坐标标记为XT3,YT3；步骤五：T2时刻的位置坐标可根据T1时刻的位置坐标得出；XT2＝XT1+D1·sinβ；YT2＝YT1+D1·cosβ；以此类推，各个时刻的位置坐标信息；步骤六：行人当前位置信息的计算受行人的初始坐标信息、每次行进的位移的影响，通过公式DTk＝nTk·PTk计算时间段内的总位移，其中，参数nTk表示行人在Tk+1到Tk的时间区间行进的步伐数目，参数PTk表示行人在该时间区间内的平均步伐长度，DTk表示行人在该时间段内的总位移，通过计算获得行人的总位移距离信息；所述角速度模块用于行人角位移的计算处理，具体处理步骤包括：S01：对陀螺仪x、y、z三轴读数进行积分，计算出三个轴的角位移θx、θy、θz，积分公式为S02：分别对三轴的角位移进行实时检测，对行人状态进行判定；当x、y、z三轴的角位移都没有超过预设的阈值15°时，则判定行人运动状态为直线行进；当x、y、z三轴的角位移有一项超过预设的阈值15°时，则判定行人运动状态为非直线行进；S03：在行人直线行走的过程中，实时收集x、y、z三轴的加速度传感器数据，并计算器对应的平均值其中，行人在直线行走过程中，x、y、z三轴的平均加速度的矢量和接近于地球的重力加速度g，即在行人坐标系中z轴方向上的加速度分量，z轴方向上的加速度向量分为三个组成部分，即对应x轴的对应y轴的以及对应z轴的S04：通过公式式中θz为行人z轴的角位移，即行人改变方向的角度；所述磁场匹配模块用于磁场地图匹配处理，具体的匹配处理步骤如下：H01：将室内采样点标记为多维向量，其中x，y代表室内采样点的坐标，与室内地理位置信息相对应，L代表采样点与初始点的距离，将采样点位置坐标与地磁特征关联；H02：当行人停止在采样点附近停止脚部时，获取用户停止位置的地磁强度|Mk|，通过粒子滤波匹配算法根据实测数据与环境磁场地图P中存储数据‖M‖比较分析，得出一个同地磁特征最为匹配的近似点作为校正点；H03：通过粒子滤波匹配算法进行磁场匹配，消除行人在航位推算算法中不相同的信息，获得校正后的信息反馈给行人航位推算模块；所述楼层定位模块用于根据气压信息判断楼层位置，具体的判断步骤表现为：K01：通过公式进行线性拟合，其中，P0代表标准大气压，H代表海拔高度，Pr代表特定海拔气压值，将相邻楼层的变量Pr值相减，计算平均气压值，平均气压值标记为Pk；K02：将Pk值与预设标准值进行比对判断处理，预设标准值包括0、0.37、0.41、0.44...；当Pk值等于0时，判断楼层为1楼；当Pk值高于0不大于0.37时，判断楼层为2楼；当Pk值高于0.37不大于0.41时，判断楼层为3楼；当Pk值高于0.41不大于0.44时，判断楼层为4楼，以此类推。

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百度查询： 安徽建筑大学 室内定位系统

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