[发明专利]一种地下空间内既定路径自主定位方法

说明书

本发明涉及一种地下空间内既定路径自主定位方法，属于定位技术领域。该方法为：利用地下空间的分层特性，将地下空间分解为多个一定深度的二维平面，针对地下空间巷道分布数字化平面地图结合巷道交叉点坐标，设备E₀自主定位变化为既定路径的惯性导航，分解为简单的直线运动导航和交叉点标定，计算出实时相对坐标和运动路径。本发明导入交叉点坐标矩阵，所有路径变成既定路径；巷道交叉点标定，消除惯性导航累计误差。

技术领域

本发明属于定位技术领域，涉及一种地下空间内既定路径自主定位方法。

背景技术

本发明涉及室内定位技术领域，更具体的，涉及地下空间内既定路径自主定位方法。主要针对红外定位技术、超声波定位技术、WIFI定位技术、蓝牙定位技术、惯性导航技术、超宽带定位技术等进行现状分析：

(1)红外定位技术：红外线是一种常见的电磁波，红外线定位是利用其电磁波特性实现定位，其原理是在室内环境中布置位置固定的光学传感器，通过接收移动设备发出的红外线进行位置估算进而推算位置进行定位。红外线具有极高的定位精度，但是由于红外线不能穿过障碍物仅能视距传播和红外线定位易受灯光干扰这两大主要缺点使其室内定位的效果很差。

(2)超声波定位技术：在测量环境中布置多个固定的接收超声波接收器，携带超声波发生器的目标会以特定的频率发送脉冲信号，根据每个接收器接收信号的时间差系统计算断出每个接收器与目标的距离，进而推算出目标的位置。在小范围内都可以获取到高精度的定位结果，但是超声波的脉冲信号传输衰减大，当室内环境过大时，信号的误差会变得不可控制。

(3)WIFI定位技术：WIFI定位需要事先收集固定接入点的位置信息，在移动设备接入无线局域网时，通过采集其信号强度，借助于信号衰减模型与实际环境推测等手段估算与接入点的距离，当使用三个及以上接入点推算出距离后，即可使用三角定位方式对当前移动设备的位置进行计算。缺点在于若仅依靠固定接入点的位置信息而不去实时更新数据,信号会受到墙体结构和人体阻挡估算误差增大。

(4)蓝牙定位技术：当使用移动设备通过蓝牙与多个主设备进行连接时，即可获取主设备的信号强度，通过信号强度即计算出位置。但是蓝牙定位系统在环境空间相对复杂的情境下接收到的信号强度稳定性稍差，移动设备很容易受到其他信号源的干扰。

(5)惯性导航技术：助于移动设备的加速度传感器和陀螺仪可以测算出以上物理量，利用这些连续数据就可以估测目标的移动情况和当前位置。不与外部交互，不被其他信号干扰，适合在条件恶劣的复杂环境下工作。但是推算的位置信息通过积分计算获得，在系统运行过程中其随着时间增加会形成累计误差。

(6)超宽带定位技术(UWB)：是一种无载波通信技术，UWB不使用载波，而是使用短的能量脉冲序列，并通过正交频分调制或直接排序将脉冲扩展到一个频率范围内，利用信号在两个异步收发机之间飞行时间来测量节点间的距离。它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供厘米级的定位精度等优点；但是高频段脉冲穿透性差，要求无遮挡，需要布置大量的基站形成网络，成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种地下空间内既定路径自主定位方法。根据地下空间巷道分布数字化平面地图生成巷道交叉点坐标矩阵并导入设备，设备预知平面内所有运动路径，在既定路径上直线运动惯性导航，巷道交叉点时进行坐标标定，实现设备实时坐标和运动路径自主定位。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种地下空间内既定路径自主定位方法，该方法为：

利用地下空间的分层特性，将地下空间分解为多个一定深度的二维平面，针对地下空间巷道分布数字化平面地图结合巷道交叉点坐标，设备E₀自主定位变化为既定路径的惯性导航，分解为简单的直线运动导航和交叉点标定，计算出实时相对坐标和运动路径。

可选的，所述方法具体包括以下步骤：