[实用新型]一种基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及定位装置领域，具体地说，特别涉及到一种基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统。

背景技术

超宽带技术是近年来新兴的一项无线技术，在无线室内定位领域具有良好的前景。UWB技术是一种传输速率高(UWB能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率。)，发射功率较低，穿透能力较强并且是基于极窄脉冲的无线技术，无载波。

但是该技术在应用环境存在不同的障碍物和阻挡时，其定位精度容易受到影响，例如：

1)实体墙：实体墙的这种遮挡将使得UWB信号衰减60-70％定位精度误差上升30厘米左右，两睹或者两睹以上的实体墙遮挡，将使得UWB无法定位。

2)钢板：钢铁对UWB脉冲信号吸收很严重，将使得UWB无法定位。

3)电线杆或树木：电线杆或者书面遮挡时需要看他们之间距离基站或者标签的距离，和基站和标签的相对距离比较是否很小，比如，基站和定位标签距离50米，电线杆或者树木正好在两者中间，25米处，这种遮挡就无大的影响，如离基站或者标签距离很近小于1米，影响就很大。

惯性导航系统不依赖于导航卫星、无线基站、电子标签等任何辅助设备和先验数据库，是一种完全自主式的导航系统。通过集成到小型可佩戴的惯性传感器中，安装在运载体上，可实现任何场景下人员、车辆、移动机器人等的精准定位。但是长时间工作会累积较大误差，因此需要对其进行不断修正。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统，以解决现有技术中存在的问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统，包括超宽带定位模块和惯性导航模块；

所述超宽带定位模块包括中央处理单元、UWB接收器和UWB标签；

所述UWB标签由定位目标携带，其用于发射位置信号；所述UWB接收器与中央处理单元通讯连接，其用于接收UWB标签发射的位置信号，并将其发送给中央处理单元；所述中央处理单元用于解析位置信号，并计算出定位目标的当前位置；

所述惯性导航模块包括多轴惯性测量单元、气压计和上位机，所述多轴惯性测量单元包括速度传感器和陀螺仪传感器，其用于检测人体行走速度和人体转向角度，气压计用于检测目标所处位置的气压值；上位机的信号输入端分别与速度传感器、陀螺仪传感器和气压计连接，其用于接收人体行走速度、人体转向角度和气压值，人体行走速度和人体转向角度用于计算人体行进方向和距离，气压值用于修正目标高度信息。

进一步的，所述超宽带定位模块和惯性导航模块均位于人体的腰部。

进一步的，所述超宽带定位模块位于人体的腰部，惯性导航模块位于人体的足部。

进一步的，所述UWB接收器设有若干处，若干所述UWB接收器构成多重定位组件，所述UWB标签位于多重定位组件的接受范围内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

通过采用超宽带定位模块和惯性导航模块的定位系统，超宽带定位模块可对惯性导航模块进行偏差修正，惯性导航模块可在宽带定位模块受到障碍物阻挡时进行精准定位，通过两者的结合，提高了定位系统的精确性。

附图说明

图1为本实用新型所述的基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统的结构框图。

图2为本实用新型所述的基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统的工作流程图。

图3为本实用新型所述的超宽带定位模块的结构框图。

图4为本实用新型所述的惯性导航模块的结构框图。

图5为本实用新型所述的惯性导航模块的逻辑示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

参见图1、图2、图3、图4和图5，本实用新型所述的一种基于超宽带定位和惯性导航技术的定位系统，包括超宽带定位模块和惯性导航模块；

所述超宽带定位模块包括中央处理单元、UWB接收器和UWB标签；

所述UWB标签由定位目标携带，其用于发射位置信号；所述UWB接收器与中央处理单元通讯连接，其用于接收UWB标签发射的位置信号，并将其发送给中央处理单元；所述中央处理单元用于解析位置信号，并计算出定位目标的当前位置；