基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法與裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法與裝置。該方法包括：以起始點作為微機電系統(tǒng)MEMS傳感器計算的坐標原點，使MEMS傳感器沿室內路徑由起始點向終止點運動，其中，在運動過程中，利用MEMS傳感器輸出室內路徑上中間點的測量坐標位置與終止點的測量坐標位置；根據(jù)終止點的物理位置，以及終止點的測量坐標位置，對中間點的測量坐標位置進行校準計算，獲得校準后的中間點的測量坐標位置，作為室內路徑上的坐標。本發(fā)明提供的技術方案，提高了中間點的定位準確度，以及獲得了更高準確度的室內路徑測量結果。
【專利說明】基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法與裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及定位導航領域，特別涉及一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法與裝置。

【背景技術】
[0002]隨著室內定位技術的發(fā)展，越來越多的應用基于室內定位的結果向用戶提供服務。區(qū)別于室外GPS定位系統(tǒng)，由于在深度室內位置無法采集到GPS信號，無法基于GPS進行定位。于是，出現(xiàn)了其他定位技術。例如，基于微機電系統(tǒng)(Micro Electro MechanicalSystems, MEMS)設備的室內定位方案。
[0003]MEMS傳感器可以為MEMS慣性傳感器或者其它傳感器，可以包含陀螺儀、加速度計、磁力計、壓力計等組件，通過集成電路等集成到電子產(chǎn)品中。
[0004]以MEMS慣性傳感器為例，其主要由陀螺儀和加速度計組成。陀螺儀和加速度計輸出的結果是角速度和加速度經(jīng)過時間積分而得到的。通過攜帶MEMS慣性傳感器設備運動，利用運動的距離和方向來自動計算運動終點的當前位置，然后通過轉換得到當前運動終點的GPS經(jīng)緯度。
[0005]然而，由于MEMS慣性傳感器設備在傳感和計算環(huán)節(jié)都存在誤差，尤其是低端MEMS慣性傳感器。同時，隨著時間的累計，慣性設備自身的隨機誤差即使經(jīng)過補償處理，仍然會逐步累積擴大，導致誤差會隨著時間、距離的增加而累計增大，從而影響了室內路徑測量的準確度。


【發(fā)明內容】

[0006]根據(jù)本發(fā)明實施例的一個方面，所要解決的一個技術問題是:提供一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法與裝置，以獲得更高準確度的室內路徑測量結果。
[0007]本發(fā)明實施例提供的一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法，所述方法包括:
[0008]以室內路徑的起始點作為微機電系統(tǒng)MEMS傳感器計算的坐標原點，使所述MEMS傳感器沿所述室內路徑由起始點向終止點運動，其中，在運動過程中，利用所述MEMS傳感器輸出所述室內路徑上中間點的測量坐標位置與終止點的測量坐標位置；
[0009]根據(jù)所述終止點的物理位置，以及所述終止點的測量坐標位置，對所述中間點的測量坐標位置進行校準計算，獲得校準后的中間點的測量坐標位置，作為所述室內路徑上的坐標。
[0010]優(yōu)選地，所述終止點為預先設定，所述終止點的物理位置為預先獲得的所述終止點的經(jīng)緯度(cl, c2);或者
[0011]所述終止點為在運動的過程中，檢測到GPS信號的位置點，以該位置點的GPS信號檢測結果經(jīng)緯度(cl，c2)，作為終止點的物理位置。
[0012]優(yōu)選地，所述中間點為預先設定，或者所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的位置。
[0013]優(yōu)選地，所述終止點為在運動的過程中，檢測到GPS信號的位置點，并且所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的多個位置；
[0014]所述對所述中間點的測量坐標位置進行校準計算，具體包括:
[0015]對距離所述終止點最近的前一個中間點的測量坐標位置進行校準計算；在獲得校準后的中間點的測量坐標位置之后，所述方法還包括:
[0016]以距離所述終止點最近的一個中間點作為終止點，以校準后的中間點的測量坐標位置作為終止點的物理坐標，重新執(zhí)行對距離所述終止點最近的一個中間點的測量坐標位置進行校準計算的操作。
[0017]優(yōu)選地，所述校準計算為線性轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式組計算校準后的中間點的測量坐標位置(nl, n2):

【權利要求】
1.一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量方法，其特征在于，所述方法包括: 以室內路徑的起始點作為微機電系統(tǒng)MEMS傳感器計算的坐標原點，使所述MEMS傳感器沿所述室內路徑由起始點向終止點運動，其中，在運動過程中，利用所述MEMS傳感器輸出所述室內路徑上中間點的測量坐標位置與終止點的測量坐標位置； 根據(jù)所述終止點的物理位置，以及所述終止點的測量坐標位置，對所述中間點的測量坐標位置進行校準計算，獲得校準后的中間點的測量坐標位置，作為所述室內路徑上的坐標。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述終止點為預先設定，所述終止點的物理位置為預先獲得的所述終止點的經(jīng)緯度(cl，c2);或者 所述終止點為在運動的過程中，檢測到GPS信號的位置點，以該位置點的GPS信號檢測結果經(jīng)緯度(cl，c2)，作為終止點的物理位置。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述中間點為預先設定，或者所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的位置。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述終止點為在運動的過程中，檢測到GPS信號的位置點，并且所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的多個位置； 所述對所述中間點的測量坐標位置進行校準計算，具體包括: 對距離所述終止點最近的前一個中間點的測量坐標位置進行校準計算；在獲得校準后的中間點的測量坐標位置之后，所述方法還包括: 以距離所述終止點最近的一個中間點作為終止點，以校準后的中間點的測量坐標位置作為終止點的物理坐標，重新執(zhí)行對距離所述終止點最近的一個中間點的測量坐標位置進行校準計算的操作。
5.根據(jù)權利要求1至4任意一項所述的方法，其特征在于，所述校準計算為線性轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式組計算校準后的中間點的測量坐標位置(nl，n2):
其中，(cl, c2)為終止點的物理位置，(ml, m2)為中間點的測量坐標位置，(bl, b2)為終止點的測量坐標位置。
6.根據(jù)權利要求1至4任意一項所述的方法，其特征在于，所述校準計算為角度轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式計算校準后的中間點的測量坐標位置(η I’，n2 ’):
其中，(Cl, c2)為終止點的物理位置，(ml, m2)為中間點的測量坐標位置，(bl, b2)為終止點的測量坐標位置，(bl，b2)與所述坐標原點之間連線為第一連線，(cl,c2)與所述坐標原點之間連線為第二連線，Θ為所述第一連線與第二連線的夾角。
7.根據(jù)權利要求1至4任意一項所述的方法，其特征在于，所述校準計算為線性轉換、角度轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式組計算第一中間點的測量坐標位置(nl，n2):
具體根據(jù)以下公式計算第二中間點的測量坐標位置(nl’，n2’):
根據(jù)所述公式計算校準后的中間點的測量坐標位置(NI，Ν2):
NI = klXnl + k2Xnl’ ；
N2 = klXn2 + k2Xn2’ ；或者 N2 = k3Xn2 + k4Xn2’ ； 其中，kl、k2、k3、k4為預定的常數(shù)系數(shù)。
8.一種基于微機電系統(tǒng)傳感器的室內路徑測量裝置，其特征在于，所述裝置包括: MEMS傳感器，用于以室內路徑的起始點作為MEMS傳感器計算的坐標原點，沿所述室內路徑由起始點向終止點運動，其中，在運動過程中，輸出所述室內路徑上中間點的測量坐標位置與終止點的測量坐標位置； 校準計算單元，用于根據(jù)所述終止點的物理位置，以及所述終止點的測量坐標位置，對所述中間點的測量坐標位置進行校準計算，獲得校準后的中間點的測量坐標位置，作為所述室內路徑上的坐標。
9.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述終止點為預先設定，所述終止點的物理位置為預先獲得的所述終止點的經(jīng)緯度(cl，c2);或者 所述裝置還包括: GPS探測模塊，用于在所述終止點為在運動的過程中，探測GPS信號，當探測到GPS信號時，以該位置作為終止點，并以該位置點的GPS信號檢測結果經(jīng)緯度(Cl，c2)，作為終止點的物理位置。
10.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述中間點為預先設定，或者所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的位置。
11.根據(jù)權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述終止點為在運動的過程中，檢測到GPS信號的位置點，并且所述中間點為所述MEMS傳感器在預定的時間間隔運動所至的多個位置；所述裝置還包括: 中間點位置緩存單元，用于存儲多個中間點的測量坐標位置； 所述校準計算單元，具體用于:對距離所述終止點最近的一個中間點的測量坐標位置進行校準計算； 所述校準計算單元，在獲得校準后的中間點的測量坐標位置之后，還用于以距離所述終止點最近的一個中間點作為終止點，以校準后的中間點的測量坐標位置作為終止點的物理坐標，重新執(zhí)行對距離所述終止點最近的一個中間點的測量坐標位置進行校準計算的操作。
12.根據(jù)權利要求8至11任意一項所述的裝置，其特征在于，所述校準計算單元，使用線性轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式組計算校準后的中間點的測量坐標位置(nl，n2): M-/-- I c\-b\ c\ n\ -=-與—二 — ml-nl h1-cl c2 nl其中，(cl, c2)為終止點的物理位置，(ml, m2)為中間點的測量坐標位置，(bl, b2)為終止點的測量坐標位置。
13.根據(jù)權利要求8至11任意一項所述的裝置，其特征在于，所述校準計算單元，使用角度轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式計算校準后的中間點的測量坐標位置(nl’，n2’):
其中，(cl, c2)為終止點的物理位置，(ml, m2)為中間點的測量坐標位置，(bl, b2)為終止點的測量坐標位置，(bl，b2)與所述坐標原點之間連線為第一連線，(cl,c2)與所述坐標原點之間連線為第二連線，Θ為所述第一連線與第二連線的夾角。
14.根據(jù)權利要求8至11任意一項所述的裝置，其特征在于，所述校準計算單元，使用線性轉換、角度轉換校準計算，具體根據(jù)以下公式組計算第一中間點的測量坐標位置(nl，n2):
具體根據(jù)以下公式計算第二中間點的測量坐標位置(nl’，n2’):
根據(jù)所述公式計算校準后的中間點的測量坐標位置(NI，N2):
NI = klXnl + k2Xnl’ ；
N2 = klXn2 + k2Xn2’ ；或者 N2 = k3Xn2 + k4Xn2’ ； 其中，kl、k2、k3、k4為預定的常數(shù)系數(shù)。
【文檔編號】G01C21/20GK104165629SQ201310185175
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2013年5月20日 優(yōu)先權日:2013年5月20日
【發(fā)明者】唐寧, 楊恒, 武曉春, 劉波, 高歆雅 申請人:中國電信股份有限公司