[发明专利]一种室内无线定位信息融合方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线定位和多传感信息融合技术领域，特别是涉及一种室内无线定位信息融合方法及系统。

背景技术

目前的无线定位技术，其实现方法按测距算法区分主要有两个途径，一是RSSI(Received Signal Strength Indication接收的信号强度指示)，即根据无线电信号强度的衰减和传输距离的关系来测量目标与锚点之间距离，从而实现目标的定位。一是TOA或TDOA方式，就是通过无线电波到达时间和到达时间差来实现目标定位的方式，从这一方式还延伸出根据无线电波到达角度定位的方式。前一种定位方式成本低，定位精度也低，后一种方式定位精度高，但成本也高。这两种方式都依赖多锚点或稀疏锚点进行定位。无锚点定位的方式主要有惯性导航定位和无线自组网定位。总体说来，目前无线定位在室内无锚点的情况下，定位精度低，在多锚点的情况下定位精度高，但很多实际应用的情况无法事先预置锚点。

发明内容

发明目的：将测距定位和惯性定位的方法相结合，以实现在无法事先预置多锚点的情况下精确定位。

技术方案：一种室内无线定位信息融合方法，包括以下步骤：1)设置至少一个固定锚点；2)采样测量运动人员在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；3)对获得的加速度进行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度进行积分，以获得运动人员在三个方向的运动距离；5)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身定位。

较佳的，还包括以下步骤：6)运动人员自身定位后，转变为浮猫节点，作为其他运动人员的定位参考；7)重复步骤2)至步骤6)，以实现全网定位。

较佳的，步骤4)和步骤5)之间还包括步骤40)：对运动轨迹的Z轴数据进行校正，以消除累积误差。

较佳的，步骤5)中，利用运动人员到锚点的测量距离对步骤4)中的X轴与Y轴数据进行修正。

较佳的，对X轴和Y轴数据进行修正的修正幅度以Z轴的偏离度为参照。

较佳的，步骤5)中，采用无线自组网并利用欧几里德算法完成节运动人员的自身定位。

较佳的，步骤5)中，网络中锚节点广播含自身身份和位置的信标信号，将该信号的TTL域值设置为2。

一种室内无线定位信息融合系统，包括至少一个固定的锚点，至少一个目标节点，一个具有计算功能的监控中心；所述监控中心与系统内的一个固定锚点连接；各所述目标节点包括：精确高度传感器，用于对运动轨迹的高度信息进行校正，消除累积误差；加速度采集与计算模块，用于获得各节点在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；三轴陀螺仪，用于确定各节点的运动方向；数据无线传输模块；各所述锚点包括数据无线传输模块和精确高度传感器。

较佳的，所述数据无线传输模块为433MHZ通讯模块。

较佳的，所述加速度采集与计算模块包括三轴加速度传感器。

有益效果：本发明能将测距定位和惯性定位实际结合，在无法事先预置多锚点的情况下，仍能实现室内定位的高精度，并且成本较低。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图；

图2为本发明实施例1的硬件示意图；

图3为本发明实施例1中加速度采集数据示例；

图4为图3中X轴加速度信号自相关系数波形图；

图5为图3中Z轴加速度信号自相关系数波形图；

图6为本发明实施例1中富节点的算法示意图。

具体实施方式

下面结合附图，通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例1：一种室内无线定位信息融合方法，包括以下步骤：1)设置一个固定锚点；2)以250MHZ的频率采样测量运动人员在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；3)对获得的加速度进行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度进行积分，以获得运动人员在三个方向的运动距离；对运动轨迹的Z轴数据进行校正，以消除累积误差；5)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身定位；6)运动人员自身定位后，转变为浮猫节点，作为其他运动人员的定位参考；7)重复步骤2)至步骤6)，以实现全网定位。