[发明专利]一种基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统及其方法

权利要求书

1.一种基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统，其特征在于，包括：

传感器装置(10)，其实时地接收所述定位系统所处环境的加速度及方向属性，生成方向传感数据与加速度传感数据；

数据处理装置(20)，其与所述传感器装置(10)连接，分别根据所述方向传感数据与所述加速度数据得到方向数据与位移数据，并对所述方向数据与位移数据进行整合，得到整合的位置信息；

人机交互装置(30)，其与所述数据处理装置(20)连接，提供用户与所述定位系统的交互通道，用于接收用户输入的指令与实时输出所述位置信息。

2.如权利要求1所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统，其特征在于，所述传感器装置(10)包括方向传感器(11)与加速度传感器(12)；所述方向传感器(11)用于探测所述定位系统的方向属性得到方向传感数据；所述加速度传感器(12)用于探测所述定位系统的加速度属性得到加速度传感数据。

3.如权利要求1所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统，其特征在于，所述传感器装置(10)为MEMS传感器。

4.如权利要求1所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统，其特征在于，所述数据处理装置(20)包括：

方向计算单元(21)，其用于根据所述方向传感数据计算相对于事先设定的初始方向的偏移量得到方向数据；

步伐监测单元(22)，其计算并监测所述加速度传感数据计算步伐的数量；

步长估计单元(23)，其根据所述加速度传感数据提供步长信息；

位移计算单元(24)，其根据所述步伐的数量与所述步长信息计算距离得到位移数据；

位置信息合成单元(25)，其在前一单位时刻的位置信息基础上，以所述方向数据为偏向角，以所述位移信息为偏向距离，得到下一单位时刻点的位置信息。

5.如权利要求1所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航系统，其特征在于，所述人机交互装置(30)包括：

按键控制单元(31)，其提供用户输入指令；

显示输出单元(32)，其与所述数据处理装置(20)及所述按键控制单元(31)连接，用于接收用户输入的指令以及显示当前的位置信息；

语音输出单元(33)，其与所述显示输出单元(32)连接，用于将所述位置信息转换为语音数据后以声音的方式输出。

6.一种基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：采集方向传感数据与加速度传感数据；

步骤二：计算所述方向传感数据得到方向数据，计算所述加速度传感数据得到位移数据，整合所述方向数据与所述位移数据得到位置信息；

步骤三：输出当前的位置信息实现定位。

7.如权利要求6所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航方法，其特征在于，所述步骤二包括如下步骤：

步骤2a：根据所述方向传感数据计算相对于事先设定的初始方向的偏移量得到方向数据；

步骤2b：计算并监测所述加速度传感数据的模值，根据所述模值计算步伐的数量；

步骤2c：根据所述加速度传感数据估算一个步伐的步长得到步长信息；

步骤2d：根据所述步伐的数量与所述步长信息计算位移数据；

步骤2e：在前一单位时刻点的位置信息基础上，以所述方向数据为偏向角，以所述位移数据为偏向距离，得到下一单位时刻点的位置信息。

8.如权利要求7所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航方法，其特征在于，当所述模值的最大峰值与最小峰值之差大于阈值时判定产生一个步伐，以如下公式表示：

|a|_max-|a|_min＞C

其中，|a|_max表示所述模值的最大峰值，|a|_min表示所述模值的最小峰值，C表示判定迈步的阈值。

9.如权利要求7所述的基于行走轨迹推算的封闭舱室定位导航方法，其特征在于，所述步伐的步长以如下公式表示：

L＝A+B*F+C*SV

其中，L表示步长，F表示步频，SV表示加速度方差，A、B、C分别表示模型系数。