[发明专利]北斗与自主传感器定位装置及其定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种北斗与自主传感器定位装置及其定位方法，属于北斗与自主传感器定位技术领域。

背景技术

随着社会信息化的发展，与人类活动密切相关的位置信息越来越重要，在位置服务中，移动用户的定位是最基础的。

定位分为室内定位和室外定位，在室外，特别是在开阔的室外环境中，北斗能够提供非常准确的定位信息，但是在室内、市区多遮挡等情况下，北斗定位会由于信号的遮挡以及多径效应等会导致定位效果很差，甚至根本不能定位，所以就需要有室内定位技术来弥补北斗的不足，因此用于室内外的混合定位是必然选择。

自主传感器定位是室内一种完全自助式的定位方法，目前，自主传感器定位存在如下问题：

1、由孤立的传感器对行人的步态进行测量，从而推算出行人步距，但是，由于行人（如消防队员）的运动模式多样化（如跑步、不平坦地势和横向），从而产生了较大的步距误差；

2、没有测量步距的方向，出现了较大的航向误差。

目前，亟待出现一种适用于室内外混合定位的精准定位装置。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足之处，提供一种能实现室内外混合定位的北斗与自主传感器定位装置及其定位方法。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

北斗与自主传感器定位装置，其特殊之处在于包括安装于人体左腿上的自主传感单元Ⅰ1、安装于人体左脚鞋内的自主传感单元Ⅱ2、安装于人体右腿上的自主传感单元Ⅲ3、安装于人体右脚鞋内的自主传感单元Ⅳ4，上述四个自主传感单元的结构相同且均通过体域网5与中继器6通讯连接，中继器6通过通信网7与后台8通讯连接；

作为本发明一种优选的技术方案，所述中继器6包括内部设有定位补偿参数模块14、北斗定位模块13、定位处理模块12的微处理器Ⅰ9，微处理器Ⅰ9上设有体域网接口17、外网接口15、北斗接收接口16；

作为本发明一种优选的技术方案，所述微处理器9还连接有电源模块10、晶振模块11；

作为本发明一种优选的技术方案，所述自主传感单元包括内部设有传感参数模块25的微处理器Ⅱ18，微处理器Ⅱ18上设有体域网接口19，微处理器Ⅱ18还连接有电磁罗盘传感器24、三轴陀螺仪传感器23、加速传感器22、压力薄膜传感器21、超宽带传感器20。

北斗与自主传感器定位装置的定位方法，其特殊之处在于包括以下步骤；

1、通过自主传感器单元Ⅰ1、自主传感器单元Ⅱ2、自主传感单元Ⅲ3、自主传感单元Ⅳ4采集定位信息，然后通过体域网5发送给中继器6并通过通讯网7传送至后台8，后台8通过通讯网7积累中继器6传递来的自主定位信息和北斗定位信息，对自主定位误差进行拟合得到误差补偿量；

2、当北斗信号有效时，由中继器6采用北斗信号进行定位；当北斗信号无效时，由中继器6采集自主传感器单元Ⅰ1、主传感器单元Ⅱ2、自主传感单元Ⅲ3、自主传感单元Ⅳ4

的信息以及后台8传递来的定位误差补偿参数进行定位，后台8拟合出自主传感器单元Ⅰ1、自主传感器单元Ⅱ2、自主传感单元Ⅲ3、自主传感单元Ⅳ4的定位误差与补偿的关系；

作为本发明一种优选的技术方案，所述中继器6包括内部设有定位补偿参数模块14、北斗定位模块13、定位处理模块12的微处理器Ⅰ9，微处理器Ⅰ9上设有体域网接口17、外网接口15、北斗接收接口16；

作为本发明一种优选的技术方案，所述微处理器9还连接有电源模块10、晶振模块11；

作为本发明一种优选的技术方案，所述自主传感单元包括内部设有传感参数模块25的微处理器Ⅱ18，微处理器Ⅱ18上设有体域网接口19，微处理器Ⅱ18还连接有电磁罗盘传感器24、三轴陀螺仪传感器23、加速传感器22、压力薄膜传感器21、超宽带传感器20；

作为本发明一种优选的技术方案，所述中继器6的具体工作流程为：

中继器6中的体域网接口17接收自主传感器单元Ⅰ1、自主传感器单元Ⅱ2、自主传感单元Ⅲ3、自主传感单元Ⅳ4传递来的数据，高速微处理器Ⅰ9中的定位处理模块12依据体域网接口17传递来的数据以及后台8的定位误差补偿参数进行自主定位解算，北斗接收模块16接受北斗信号，北斗定位模块13依据北斗接收模块16传递来的北斗信息进行位置解算，定位补偿参数模块14通过外网接口15获取自主定位误差补偿参数；

自主传感器单元定位的计算方法为：

其中：k是步数，E_k、N_k分别是正东和正北方向的坐标，是步长，是行进方向角；