[发明专利]一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法有效
申请号: | 201210385728.1 | 申请日: | 2012-10-12 |
公开(公告)号: | CN102927980B | 公开(公告)日: | 2017-05-10 |
发明(设计)人: | 罗富强 | 申请(专利权)人: | 深圳市宇恒互动科技开发有限公司 |
主分类号: | G01C21/00 | 分类号: | G01C21/00;G01C21/08;G01C21/16;G05D3/12 |
代理公司: | 深圳市瑞方达知识产权事务所(普通合伙)44314 | 代理人: | 林俭良 |
地址: | 518000 广东省深圳*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 三维 多点 无线 微惯导 室内 定位 系统 方法 | ||
1.一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统,其特征在于,包括标定装置及装设在目标物上的感测装置,而且,所述标定装置包括:
装设在室内至少三个特定位置的第一无线收发单元,用于每隔第一预设时间发射一次信号;
所述感测装置包括:
惯性传感单元,包括加速度传感器和/或陀螺仪,用于感测目标物的运动;及
第二无线收发单元,与三个第一无线收发单元构成三角定位系统,用于在接收到每个第一无线收发单元所发射的信号时,产生一响应信号;
处理单元,用于分别根据所述惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标,及根据所述第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标,并将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理,以获得目标物的最终空间坐标;
所述感测装置还包括气压计,所述处理单元还用于根据所述气压计所测量的气压计算目标物的高度,并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的高度进行融合处理;
所述感测装置还包括用于感测目标物周围环境磁场变化的地磁传感单元,所述处理单元还用于根据所述地磁传感单元所感测的磁场变化计算目标物的方向,并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的方向进行融合处理;
所述标定装置和所述感测装置中还包括:
所述标定装置还包括:
装设在室内多个特定位置上的多个红外LED;
第一运算单元,用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号;
所述感测装置还包括:
CMOS光学定位传感单元,用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号;
所述处理单元,还用于根据所述CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标,并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理;
或者,所述标定装置和所述感测装置中还包括:
所述感测装置还包括:
装设在目标物上的多个特定位置上的多个红外LED;
第二运算单元,用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号;
所述标定装置还包括:
CMOS光学定位传感单元,用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号;而且,
所述处理单元,还用于根据CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标,并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理。
2.根据权利要求1所述的定位系统,其特征在于,所述感测装置还包括:
超声波探测单元,用于探测目标物离周围空间的障碍物的距离;
所述处理单元,还用于根据所述超声波探测单元所探测的距离计算目标物的第四空间坐标,并将第一空间坐标、第二空间坐标及第四空间坐标进行融合处理,以获得目标物的最终空间坐标。
3.根据权利要求1或2所述的定位系统,其特征在于,在所述处理单元中,所述融合处理为下列中的至少一个:卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。
4.根据权利要求1或2所述的定位系统,其特征在于,所述第一无线收发单元和所述第二无线收发单元分别为下列中的一个:WIFI收发单元、蓝牙收发单元、Zigbee收发单元、2.4G收发单元。
5.一种使用根据权利要求1所述的室内定位系统进行室内定位的方法,其特征在于,包括:
A.根据惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标;
B.根据第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标;
C.将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理,以获得目标物的最终空间坐标。
6.根据权利要求5所述的室内定位的方法,其特征在于,所述步骤C的融合处理为下列中的至少一个:卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。
7.一种扩展型室内控制系统,其特征在于,包括:
权利要求1至4任一项所述的定位系统,用于计算的目标物的最终空间坐标;
主控装置,用于根据所述目标物的最终空间坐标生成控制信号;
被控装置,用于根据所述控制信号进行相应的动作。
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