[发明专利]一种无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统及其实现方法

说明书

本发明公开了一种无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统及其实现方法，系统包括电源模块、功能开关、加速度传感器、陀螺仪、微处理器、存储器和显示屏。实现方法包括以下几个步骤：初始化；系统启动后确定用户每步的步长；使用步数判定算法判定当前步伐是否有效；通过方向判定算法计算得到相邻两步间的方向α；通过轨迹描述算法对用户的运动逐次进行计算，得到当前所处位置的坐标；计算当前位置到初始位置的距离，将当前位置与初始位置相连接，可计算出当前位置与初始位置间的方向；将距离数据及方向数据输出到显示屏显示。本发明在无信号覆盖环境下实现反向轨迹导航，价格低廉、体积小巧、便携性好、操作简便。

技术领域

本发明涉及一种反向导航系统，具体涉及一种无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统及其实现方法。

背景技术

导航系统目前实现方式有两大类。第一大类：依靠GPS定位、wifi信号定位、手机信号定位等，这些方案都受到信号覆盖范围的限制，在无信号或信号衰减幅度大的环境下，场所(如停车场)需要付出高昂的代价购买信号增幅设备增强空间内信号的强度，同时需要购买信号发射设备来支持定位。第二大类：使用惯导模块结合GPS的导航，这些方案系统复杂，体积大，成本高昂，操作复杂，便捷性差。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统及其实现方法，可在无信号覆盖环境下使用，价格低廉、体积小巧、便携性好、能够实现反向寻找固定地点及物品。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：

本发明的一种无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统，包括

电源模块，用于将电能供给加速度传感器、陀螺仪、微处理器、存储器和显示屏，并将高电平信号提供给功能开关；

功能开关，与微处理器相连接用于控制系统的运行；

加速度传感器，与微处理器相连接用于将加速度数据提供给微处理器；

陀螺仪，与微处理器相连接用于将方向数据提供给微处理器；

微处理器，根据加速度数据和方向数据，得出当前位置与初始位置间的距离与方向；

存储器，与微处理器输出端相连接用于存储计算过程中的数据；

和显示屏，与微处理器输出端相连接用于显示当前位置到初始位置间的方向和距离。

上述陀螺仪、加速度传感器具体采用的是单个三轴陀螺仪传感器、三轴加速度传感器或者采用九轴/十轴陀螺仪。

本发明的无信号覆盖环境下的反向轨迹导航系统的实现方法，具体包括以下几个步骤：

(1)初始化：系统启动前，先将所述陀螺仪水平放置1-2秒，并读取当前陀螺仪的角速度，然后按下所述功能开关微处理器开始运行；

(2)系统启动后确定用户每步的步长；

(3)使用步数判定算法判定当前步伐是否有效，如果有效则转向步骤(4)；

(4)在判定步伐有效后，通过方向判定算法计算得到相邻两步间的方向α；

(5)通过轨迹描述算法对用户的运动逐次进行计算，得到当前所处位置的坐标；

(6)计算当前位置到初始位置的距离，将当前位置与初始位置相连接，可计算出当前位置与初始位置间的方向；

(7)将距离数据及方向数据输出到显示屏显示。

步骤(2)中，用户每步的步长取决于用户的速度和身高。

步骤(3)中，所述步数判定算法具体包括以下几个步骤：