一種室內(nèi)定位系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及定位技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種室內(nèi)定位系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]室內(nèi)定位技術(shù)正在成為市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的一個(gè)熱點(diǎn)，只要能夠成功地將室內(nèi)位置與用戶數(shù)據(jù)或用戶感興趣的信息相結(jié)合聯(lián)系，室內(nèi)定位必定有非常廣闊的應(yīng)用前景。室內(nèi)定位將成為移動(dòng)互聯(lián)時(shí)代的最為重要的入口之一。
[0003]目前主要的室內(nèi)定位解決方案，主要可分為兩大類:無線信標(biāo)室內(nèi)定位和慣性導(dǎo)航定位。
[0004]無線信標(biāo)室內(nèi)定位:利用在室內(nèi)布設(shè)各種無線設(shè)備，通過接收無線信號(hào)的強(qiáng)度等信息來定位目標(biāo)位置。如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201510120977的發(fā)明專利申請(qǐng)中給出了一種實(shí)現(xiàn)無線信標(biāo)地理位置定位的系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)的無線信標(biāo)節(jié)點(diǎn)以無線方式向移動(dòng)終端設(shè)備傳輸位置信息，移動(dòng)終端根據(jù)位置信息進(jìn)行定位?，F(xiàn)有的無線信標(biāo)定位方案有很多種，主要是射頻裝置不同，目前比較普遍的無線設(shè)備主要有WIF1、BLUETOOTH、RFID等。基于IBEAC0N技術(shù)的室內(nèi)定位是一種目前比較流行的無線信標(biāo)室內(nèi)定位方案，該方案利用藍(lán)牙4.0協(xié)議中新增的低功耗BLE技術(shù)，通過內(nèi)置一個(gè)藍(lán)牙4.0芯片的模塊做為無線信標(biāo)，它能夠發(fā)射和接收2.4G藍(lán)牙信號(hào)，從而可以和范圍50米內(nèi)的藍(lán)牙手機(jī)進(jìn)行信息交互，每個(gè)信標(biāo)具有特定的ID及具體位置，手機(jī)中的APP可以實(shí)時(shí)接收信標(biāo)位置信息，同時(shí)可以和云端服務(wù)器進(jìn)行位置信息的交互，同時(shí)可以提供現(xiàn)在位置和目標(biāo)位置的導(dǎo)航服務(wù)。基于IBEAC0N技術(shù)的的室內(nèi)定位方案由于具有低功耗的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)手機(jī)等移動(dòng)終端自帶接收器，無需增加額外硬件，因此該方案得到了廣泛的應(yīng)用；但是由于無線信號(hào)容易被干擾，無線信標(biāo)安裝位置、安裝距離與外界環(huán)境關(guān)系較大，容易造成定位錯(cuò)誤，特別是對(duì)于機(jī)場(chǎng)等層高較高的室內(nèi)環(huán)境，容易造成樓層定位錯(cuò)誤。
[0005]慣性導(dǎo)航定位:利用慣性元件(加速度計(jì))來測(cè)量運(yùn)載體本身的加速度，經(jīng)過積分和運(yùn)算得到速度和位置，從而達(dá)到對(duì)運(yùn)載體導(dǎo)航定位的目的，由于慣導(dǎo)傳感器目前已經(jīng)成為手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)配置，利用慣導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行室內(nèi)定位不需要增加任何硬件費(fèi)用，所以目前該領(lǐng)域應(yīng)用得到了快速發(fā)展?；贛EMS運(yùn)動(dòng)傳感器的室內(nèi)定位是一種慣性導(dǎo)航定位方法，由于目前手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備終端都配置有MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器，利用MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器提供的地磁方向、旋轉(zhuǎn)速率、加速度等傳感數(shù)據(jù)，通過航跡推算算法可以估計(jì)運(yùn)動(dòng)的方向和距離，從而估計(jì)出目標(biāo)的實(shí)時(shí)位置。基于MEMS運(yùn)動(dòng)傳感器的室內(nèi)定位方法，首先，測(cè)量磁傳感器的磁場(chǎng)強(qiáng)度，通過與地磁方向比較，可以得到目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)航偏角，通過陀螺儀角速度數(shù)據(jù)積分也可以得到航偏角，通過卡爾曼濾波和互補(bǔ)濾波器降低各自的誤差，得到兩組航偏角數(shù)據(jù)加權(quán)求和得到最終的航偏角；獲得目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)方向后，再通過加速度傳感器測(cè)得系統(tǒng)總體加速度，將總體加速度在運(yùn)動(dòng)方向上投影得到目標(biāo)體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的加速度；最后將加速度信息對(duì)時(shí)間進(jìn)行二次積分即可得到目標(biāo)體在運(yùn)動(dòng)方向上的距離，從而實(shí)現(xiàn)物體為定位。但是，由于MEMS傳感器存在較大的固有誤差和隨機(jī)測(cè)量誤差等，所以長時(shí)間積分會(huì)導(dǎo)致較大的累積位置誤差，從而導(dǎo)致定位錯(cuò)誤。
[0006]如何對(duì)現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提高室內(nèi)定位精度是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本實(shí)用新型提供一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，有效解決了現(xiàn)有的室內(nèi)定位技術(shù)精度低的問題。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括:無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)；無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)連接；其中，無線信標(biāo)系統(tǒng)包括至少一個(gè)無線信標(biāo)；無線信標(biāo)包括:集成了射頻模塊的主控制器、定位傳感器；定位傳感器與主控制器連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述定位傳感器是氣壓傳感器或磁力計(jì)。
[0011]進(jìn)一步的，所述室內(nèi)系統(tǒng)還包括云端服務(wù)器系統(tǒng)，移動(dòng)終端系統(tǒng)和云端服務(wù)器系統(tǒng)之間通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信。
[0012]進(jìn)一步的，所述無線信標(biāo)還包括紅外傳感器，紅外傳感器與主控制器連接。
[0013]進(jìn)一步的，定位傳感器與主控制器通過I2C接口連接，紅外傳感器與主控制器通過1 口連接。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，室內(nèi)定位系統(tǒng)中的無線信標(biāo)不僅可以提供當(dāng)前無線信標(biāo)位置信息，還可以通過無線信標(biāo)上集成的定位傳感器，提供當(dāng)前位置數(shù)據(jù)和校準(zhǔn)數(shù)據(jù)；無線信標(biāo)中的主控制器用于接收定位傳感器提供的相關(guān)信息，并定時(shí)廣播發(fā)送無線信號(hào)；移動(dòng)終端系統(tǒng)接收到無線信號(hào)后，先根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)完成校準(zhǔn)功能，再根據(jù)接收到的無線信號(hào)的數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)和移動(dòng)終端系統(tǒng)自身傳感器數(shù)據(jù)相結(jié)合，達(dá)到精準(zhǔn)定位；解決單獨(dú)信標(biāo)不穩(wěn)定，單獨(dú)慣導(dǎo)累積誤差大的問題，提高室內(nèi)定位的精確度。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型中的室內(nèi)定位系統(tǒng)的組成原理圖；
[0016]圖2為無線信標(biāo)的組成原理圖；
[0017]圖3為無線信標(biāo)的硬件設(shè)計(jì)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本實(shí)用新型主要從無線信標(biāo)和慣導(dǎo)結(jié)合的方法出發(fā)，通過增加無線信標(biāo)發(fā)出的信息內(nèi)容，提供給傳感器多種參照系信息，從而解決單獨(dú)信標(biāo)不穩(wěn)定，單獨(dú)慣導(dǎo)累積誤差大的缺點(diǎn)，提尚室內(nèi)定位的精確度。
[0019]本實(shí)用新型的說明書附圖中，圖1為室內(nèi)定位系統(tǒng)的組成原理圖。本實(shí)用新型的室內(nèi)定位系統(tǒng)包括:無線信標(biāo)系統(tǒng)、移動(dòng)終端系統(tǒng)、云端服務(wù)器系統(tǒng)，無線信標(biāo)系統(tǒng)又包括至少一個(gè)無線信標(biāo)，即無線信標(biāo)I?無線信標(biāo)η。無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)之間通過藍(lán)牙4.0進(jìn)行通信，移動(dòng)終端系統(tǒng)和云端服務(wù)器系統(tǒng)之間通過WIF1、3G、或4G等網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通
?目O
[0020]圖2為無線信標(biāo)的組成原理圖。本實(shí)用新型中的無線信標(biāo)包括:集成了藍(lán)牙4.0射頻模塊的主控制器、氣壓傳感器和紅外傳感器。氣壓傳感器與主控制器通過I2C接口連接，紅外傳感器與主控制器通過1 口連接。
[0021]圖3為無線信標(biāo)的硬件設(shè)計(jì)圖。無線信標(biāo)硬件實(shí)現(xiàn)包括:CPU模塊、2.4G RF射頻天線、氣壓傳感器、紅外傳感器、紐扣電池。
[0022]根據(jù)本申請(qǐng)的實(shí)施例，本實(shí)用新型提供了一種室內(nèi)定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:無線信標(biāo)系統(tǒng)、移動(dòng)終端系統(tǒng)。無線信標(biāo)系統(tǒng)和移動(dòng)終端系統(tǒng)之間通過藍(lán)牙4.0進(jìn)行通信。其中，無線信標(biāo)系統(tǒng)包括至少一個(gè)無線信標(biāo)；無線信標(biāo)包括:集成了藍(lán)牙4.0射頻模塊的主控制器、定位傳感器，定位傳感器與主控制器通過I2C接口連接。集成了藍(lán)牙4.0射頻模塊的主控制器，主要實(shí)現(xiàn)從傳感器接收相關(guān)信息，并定時(shí)廣播發(fā)送。定位傳感器能夠?yàn)橐苿?dòng)終端系統(tǒng)提供校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，無線信標(biāo)發(fā)送的無線信號(hào)中包含校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，移動(dòng)終端系統(tǒng)收到無線信號(hào)后，先根據(jù)校準(zhǔn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)校準(zhǔn)，再根據(jù)無線信號(hào)、校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)、移動(dòng)終端系統(tǒng)自身傳感器數(shù)據(jù)，得到精確定位結(jié)果。
[0023]優(yōu)選的，所述定位傳感器是氣壓傳感器或磁力計(jì)、氣壓計(jì)、氣壓式高度計(jì)等。一般的無線信標(biāo)只會(huì)提供自身的ID及相關(guān)位置信息；本實(shí)用新型不僅可以提供當(dāng)前無線信標(biāo)的位置信息，還可以通過無線信標(biāo)