CN102927980A - 一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法及扩展型室内控制系统，该室内定位系统包括标定装置及感测装置，标定装置包括至少三个第一无线收发单元，用于每隔第一预设时间发射一次信号；感测装置包括：惯性传感单元，用于感测目标物的运动；及第二无线收发单元，用于在接收到每个第一无线收发单元所发射的信号时，产生一响应信号；处理单元，用于分别根据惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标，及根据响应信号计算目标物的第二空间坐标，并将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。实施本发明的技术方案，定位精度高，对目标物的运动反应零敏，可达毫米级别。

Description

一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法

技术领域

本发明涉及自动控制领域，尤其涉及一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法及扩展型室内控制系统。

背景技术

在一些特定的室内自动控制领域，例如，随动风扇及空调（随人体的移动，自动转向功能）、家庭安防、游戏机游戏控制器、机器人、自动吸尘器及自走吸尘器、家电遥控器、老人小孩看护系统或医疗看护系统、玩具室（包括遥控车、遥控飞机）、视讯会议系统、自动跟踪摄像头及子跟踪摄像机、停车场管理系统、仓库管理系统、货运包裹管理系统、酒店旅客管理系统、博物馆、展会管理等，这些室内控制系统必须使用到定位系统，目前室内定位系统使用较多的定位技术为单独的无线射频三角定位技术或单独的惯性导航传感器，但是，对于单独的无线射频三角定位技术，其定位精度有3-5米的定位误差，另外还有容易被电波干扰、对人体及金属遮挡敏感、多径传输、饶射传输的缺点，而且，不同的无线模块其发射功率、接收感度及天线的方向性等的一致性差；对于单独的惯性导航传感器的定位，虽然不怕遮挡，还能在短时间里高精度的使用，但误差却会随着使用时间的加长而增加，定位精度也会快速恶化，因此只能应用于误差容许较大的情形，在行人、动物或汽车的较大物体的定位上已经是非常的勉强，几乎是不能用的。对于像在地上跑的玩具车、游戏外设、遥控器、自走吸尘器等高精度的定位还束手无策。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述定位精度差的缺陷，提供一种定位精度高的基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统、方法及扩展型室内控制系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统，包括标定装置及装设在目标物上的感测装置，而且，所述标定装置包括：

装设在室内至少三个特定位置的至少三个第一无线收发单元，用于每隔第一预设时间发射一次信号；

所述感测装置包括：

惯性传感单元，包括加速度传感器和/或陀螺，用于感测目标物的运动；及

第二无线收发单元，用于在接收到每个第一无线收发单元所发射的信号时，产生一响应信号；

处理单元，用于分别根据所述惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标，及根据所述第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标，并将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

在本发明所述的定位系统中，所述感测装置还包括气压计，所述处理单元还用于根据所述气压计所测量的气压计算目标物的高度，并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的高度进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

在本发明所述的定位系统中，所述感测装置还包括用于感测目标物周围环境磁场变化的地磁传感单元，所述处理单元还用于根据所述地磁传感单元所感测的磁场变化计算目标物的方向，并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的方向进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

在本发明所述的定位系统中，

所述标定装置还包括：

装设在室内多个特定位置上的多个红外LED；

第一运算单元，用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号；

所述感测装置还包括：

CMOS光学定位传感单元，用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号；

所述处理单元，还用于根据所述CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标；或者，

所述感测装置还包括：

装设在目标物上的多个特定位置上的多个红外LED；

第二运算单元，用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号；

所述标定装置还包括：

CMOS光学定位传感单元，用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号；而且，

所述处理单元，还用于根据CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标；。

在本发明所述的定位系统中，所述感测装置还包括：

超声波探测单元，用于探测目标物离周围空间的障碍物的距离；

所述处理单元，还用于根据所述超声波探测单元所探测的距离计算目标物的第四空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第四空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

在本发明所述的定位系统中，在所述处理单元中，所述融合处理为下列中的至少一个：卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。

在本发明所述的定位系统中，所述第一无线收发单元和所述第二无线收发单元分别为下列中的一个：WIFI收发单元、蓝牙收发单元、Zigbee收发单元、2.4G收发单元。

本发明还构造一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位的方法，包括：

A．根据惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标；

B．根据第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标；

C．将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

在本发明所示的室内定位的方法中，所述步骤C的融合处理为下列中的至少一个：卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。

本发明还构造一种扩展型室内控制系统，包括：

以上所述的定位系统，用于计算的目标物的最终空间坐标；

主控装置，用于根据所述目标物的最终空间坐标生成控制信号；

被控装置，用于根据所述控制信号进行相应的动作。

实施本发明的技术方案，由于将惯性传感数据与无线三角定位数据进行相互参照、修正、补偿，最后得到融合数据，既克服了无线三角定位方式的易被电波干扰、对遮挡敏感、多径传输等缺点，又克服了惯性传感定位方式的误差随着时间的加长而增加的缺陷。因此，定位精度高，对目标物的运动反应零敏，可达毫米级别。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统实施例一的逻辑图；

图2是本发明基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统实施例二的逻辑图；

图3是本发明基于三维多点无线与微惯导的室内定位方法实施例一的流程图；

图4是本发明扩展型室内控制系统实施例一的逻辑图。

具体实施方式

图1是本发明基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统实施例一的逻辑图，该室内定位系统包括感测装置10和标定装置20，而且，感测装置10装设在目标物上。在该实施例中，标定装置20包括至少三个第一无线收发单元，图中仅示出了三个第一无线收发单元21、21′、21"，而这三个第一无线收发单元21、21′、21"分别装设在室内至少三个特定位置上，且每隔第一预设时间发射一次信号。感测装置10包括惯性传感单元11、第二无线收发单元12和处理单元13，而且，惯性传感单元11可包括加速度传感器、陀螺仪中的一种或多种，且该惯性传感单元11用于感测目标物的运动；第二无线收发单元12用于在接收到第一无线收发单元21、21′、21"所发射的信号时，产生一响应信号，标定装置20中的第一无线收发单元与目标物上的第二无线收发单元12之间构成无线三角定位系统；处理单元13用于分别根据惯性传感单元11所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标，及根据第二无线收发单元12所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标，并将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以使无线三角定位方式确定的第二空间坐标值为目标物上的惯性传感单元确定的第一空间坐标值提供校验，从而获得目标物高精度的最终空间坐标，进一步得到高精度的三维运动轨迹。利用这种高精度定位系统可以实现多种室内微距定位，为家庭智能化提供保障。

优选地，第一无线收发单元21、21′、21"和第二无线收发单元12分别为下列中的一个：WIFI收发单元、蓝牙收发单元、Zigbee收发单元、2.4G收发单元。

图2是本发明基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统实施例二的逻辑图，该室内定位系统包括感测装置10和标定装置20，而且，感测装置10装设在目标物上。在该实施例中，标定装置20包括第一运算单元23、至少三个第一无线收发单元和多个红外LED，图中仅示出了三个第一无线收发单元21、21′、21"和三个红外LED 22、22′、22"，而这三个第一无线收发单元21、21′、21"和三个红外LED 22、22′、22"分别装设在室内的特定位置上，另外，更多的红外LED可组成红外LED阵列。三个第一无线收发单元21、21′、21"每隔第一预设时间发射一次信号。三个红外LED 22、22′、22"分别在第一运算单元23的控制下发出红外调制信号。感测装置10包括惯性传感单元11、第二无线收发单元12、处理单元13、气压计14、地磁传感单元15、CMOS光学定位传感单元16和超声波探测单元17。而且，惯性传感单元11用于感测目标物的运动。第二无线收发单元12用于在接收到第一无线收发单元21、21′、21″所发射的信号时，产生一响应信号。气压计14用于测量室内的气压。地磁传感单元15用于感测目标物周围环境磁场变化。CMOS光学定位传感单元16用于检测多个红外LED22、22′、22"所发出的红外调制信号。超声波探测单元17用于探测目标物离周围空间的障碍物的距离。处理单元13用于分别根据惯性传感单元11所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标；根据第二无线收发单元12所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标；根据气压计14所测量的气压计算目标物的高度；根据地磁传感单元15所感测的磁场变化计算目标物的方向；根据CMOS光学定位传感单元16所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标；根据超声波探测单元17所探测的距离计算目标物的第四空间坐标。然后所确定的将第一空间坐标、第二空间坐标、第三空间坐标、第四空间坐标、所计算的高度、所计算的方向进行融合处理，以获得目标物的最终的高精度的空间坐标。而且，一段时间内，在处理单元13中，气压变化转化为的高度值变化，通过感测外部红外LED位置的变化后运算得到平移、方向或高度的变化，通过地磁方位变化及环境磁场变化确定方向变化，通过探测与外部障碍物的距离的变化确定位置变化。这些数据通过融合得到高精度三维空间坐标及姿态值的变化。在通过第二无线收发单元与外部的第一无线收发单元构成的三角定位系统，得到参考坐标，三维空间坐标通过与参考坐标的对比，校验惯性传感单元11的漂移。通过多种数据的相互融合及校验，得到高精度三维运动轨迹。具体例如，以惯性导航为运动感测基础，得到目标物的变化坐标A。然后利用无线三角定位技术得到另外一种运动坐标B。再利用室内天花板上安装红外LED阵列和目标物上的CMOS光学定位传感单元（如CMOS摄像头）的辨识，计算得到第三种运动坐标C，利用超声波检测障碍物的距离用于避开障碍物，用气压计检测目标物的高度变化，用地磁传感单元检测地磁场及周围环境的磁场，用于对方向的判断。以上多种数据进行融合以实现高精度坐标检测。

在其它实施例中，在通过红外定位方式来确定目标物的位置时，也可将多个红外LED装设在目标物的特定位置上，该多个红外LED在感测装置中的第二运算单元的控制下发出红外调制信号。标定装置上设置有CMOS光学定位传感单元，该CMOS光学定位传感单元用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号，并将该所检测到的红外调制信号发送至处理单元，其中，CMOS光学定位传感器的定位原理是：在它的视角范围内，横向定位X轴，纵向定位Y轴，在视角的边缘设定它的坐标为最小值和最大值，然后将视角范围划分为均匀的刻度，这样就能够在整个CMOS光学定位传感器的视角范围类来确定接收到的红外光点所在的坐标点。当红外LED安装在目标物上，CMOS定位传感器安装在标定装置上时，第二运算单元控制红外LED发出调制信号，方便CMOS定位传感器区分干扰，并且将收到的信号转化为坐标通过标定器无线单元发送到目标物，构成第三坐标。处理单元通过对比数据库中定义的不同调制信号所划分的区域来确定目标物的位置。

另外，整个定位系统的处在一个相互补偿的基础上工作，不依靠单一系统承担所有的定位责任,除了惯性传感定位方式外,其它定位方式可采用轮动定位的模式，例如，无线三角定位方式每10秒定位一次，超声定位方式每8秒定位一次，红外定位方式每5秒定位一次，最终精度及刷新率是由惯性传感单元的精度发散的速度来决定,当然若同时需要定位的点数多也会影响定位方式轮动的速度。也因为轮动定位模式，所以得让大功耗器件（例如，红外LED、超声波发射器等）不经常的工作以节省能耗。此外，惯性传感单元在估计位移上需要做改进以减少公知的传感器积分误差累计，此时需要加入利用地磁传感单元修正地心方向参考量的判断条件、速度在大地坐标及本体坐标系转换的旋转相关公式修正、旋转下定点条件的判别等等，以降低惯性传感单元用来定位的误差,否则将会使得整个系统定位误差大,抗干扰抗障碍及抗遮蔽的能力大大下降。

通过实施以上实施例的技术方案，使用微惯导MIMU（Miniature InertialMeasurement Unit，微型惯性测量组合）对上述各种不同定位技术所产生的定位信息进行数据融合相互补偿，同时将因使用不同应用技术所造成的干扰信息进行滤波，可取得毫米级别的定位精度，并补偿在节点数不足时或某些定位系统失效(如，红外定位被遮档、无线信息被干扰、超声信息严重混响等)时减缓定位精度快速变差的问题。同时给出在一个区域内多点使用时每个人或物或动物的基本相对运动信息。优点为：装置在目标物上对目标物的运动反应零敏，若在短时间内使用(1秒以内)定位精度极高，可达毫米级别，而且可以完成三维多自由度姿态运动定位。另外，可以加入各种不同统计算法，分析目标物的运动特征、步态特征，达到对目标物的位移测量、航位推算、动作识别、情绪分析等功能，完全无遮档问题。而且刷新率高可在系统内提供多点同时定位的能力。

在上述实施例中，由于多种定位方式依据各自的方式计算得出的数据都是独立的，通过相互参照、修正，最后得出的数据也就是相互融合的数据。而这种多种相关的数据可以设计一系列的数字滤波器来融合数据，滤掉一些明显的错误数据，达到提高精度的目的。下面以惯性传感单元所感测的加速度数据与红外定位数据的融合为一个具体例子来说明：惯性传感单元所感测的加速度数据A_k(A_k有量测误差δ_k,下标k表示固定时间间隔的序列)，A_k传给处理单元，经过二次积分(Σ(ΣA_kΔT)ΔT，ΔT表下标k-1到下标k所经过时间)，可以由加速度值得到位移估计量S_k,S_k因A_k的量测误差δ_k而带有误差为ε_k。另外，利用红外定位方式，由COMS摄像机扑捉到红外LED的移动及距离的变化，不仅能得到目标物的区域范围，还能直接计算得到目标物的位移量P_k，而P_k带有量测误差为ξ_k，两种位移量通过即时型的滤波，如卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波以及其变形的滤波方式实现数据融合，大致的原理是求得M_k-1,N_k-1两个常数,对S_k及P_k加权平均数据融合D_k=(M_k-1S_k+N_k-1P_k)/(M_k-1+N_k-1)，(M_k-1，N_k-1两个数字由之前下标由0到k-1的A_k,S_k,P_k数据所计算得到)，这M_k-1,N_k-1两个数字有个特性是使得D_k成为新的位移估计量并且误差比原来ε_k与ξ_k都还要来的小,如此,我们就得到比S_k及P_k还要精准的位移估计量D_k，这样的做法在机率统计学上可以充分证明可行并存在,并有最佳解。另外,滤波器的设计在保存的数据方面,下标0到k-1的数据也不需要全部保留,在计算D_k时只需要保留下标k-1数据及固定个能带有0到k-2所有数据特性的数字,0到k-2数据是可以抛弃的,这样可以减少及固定系统储存信息及计算的负担。

关于以上实施例，除了惯性传感定位方式和无线三角定位方式，其它定位方式可根据定位需求选择全部或其中的一部分，例如，去掉红外定位CMOS光学定位传感单元或超声波探测单元，但最基本的惯性传感定位方式和无线三角定位方式是不能够取消的，因为无线三角定位方式中的第二无线收发单元除了完成定位功能外还需要担任数据传递及阻止惯性传感定位误差快速发散的责任。而惯性传感定位方式中的惯性传感定位传感单元是唯一一个可以完整的反应目标物最多信息的装置，并且还需对无线三角定位方式做定位误差收敛补偿与信息参考滤波用，所以无线三角定位方式与惯性传感定位方式是最基本的定位方式。在本发明定位系统的一些实施例中，由于红外定位精度高、稳定，所以大部分时间都可以采用红外定位的方式，但是由于遮挡的原因或者外来光线干扰的原因而导致不准确，此时就需要采用惯性传感单元的轨迹数据作为主要数据，由于遮挡的时间不会太久，所以当目标物再次返回到红外定位区域或干扰消失时，红外定位数据又会再次作为主要数据，同时把惯性传感单元的漂移进行了校正，对于一些边界或障碍物，这时利用超声波探测得到的数据会比较直接，计算也会简单，因此此时利用超声波的数据会简化运算复杂度。对于高度的检测当然也可以采用墙壁上安装红外LED进行定位，对于一些遮挡或定位死角可以采用气压计的数据来代替。当然所有的数据都会通过无线方式进行传递，如果室内空间安装无线接收器方便的话，可以增加第一无线接收单元以进行标定，也就是无线接收器不仅对目标物进行标定，同时还可以建立无线三角定位系统，提供大范围的定位数据，这样大范围、无遮挡空间与有遮挡空间都能得到检测，实现多种场合数据组合或融合，达到无缝定位的目的。

在定位系统的一些具体实施例中，若感测装置为手机或平板电脑，则当该手机或平板电脑带有红外摄像头时，可直接使用红外摄像头进行红外定位。另外，当用手机或平板电脑内置有高频响的麦克风(频响可达20Khz以上)时，可替代超声波探测单元，只需直接在手机或平板电脑内部加上带通滤波器处理超声讯号并进行定位；当手机或平板电脑带有射频装置及惯性传感器时，可直接使用射频装置及惯性传感器来进行无线三角定位及惯性传感定位；当手机或平板电脑内置有大气压力传感器（也就是气压计），则不需再增加新的传感器，可直接进行信号处理及高度计算。

图3是本发明室内定位方法实施例一的流程图，结合图1所示的室内定位系统，该室内定位方法包括：

A．根据惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标；

B．根据第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标；

C．将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

此处应说明的是，室内定位方法与室内定位系统相对应，所以一些室内定位系统的实施例同样适用于室内定位方法，在此不作赘述。

在图4所示的扩展型室内控制系统实施例一的逻辑图中，该室内控制系统包括定位系统100、主控装置200和被控装置300。其中，定位系统100即为以上实施例所示的定位系统，在此不作赘述，该定位系统100用于计算的目标物（被定位物）的最终空间坐标；主控装置200用于根据目标物的最终空间坐标生成控制信号；被控装置300用于根据所述控制信号进行相应的动作。

在上述实施例中，由于整个最基础的数据融合、滤波、校正、补尝都装设在被定位的人或物体上的感测装置内进行计算(如手机)，在计算完成后再将结果发送给主控装置200(如，计算机、智能电视、游戏主机等)。最后再由主控装置200把定位信息分配给需要的装置(如，自跟踪摄像机、视频会议系统、自走吸尘器、安防系统、医疗照护系统等)，所以这个感测装置需要较大的无线信息传输带宽，如，使用WIFI或BT EDR来传递定位讯息。另外，也可以为了结省带宽及功耗将部分复杂并且不需同步的信息交由主控装置200计算完后，透过无线方式回传给定位系统100中感测装置。

另外，整个定位系统100的无线网络具有自身的扩充弹性，如，使用Zigbee或BT4.0，其内部都已附有自己的多节点无线定位算法，并且有增加节点时的无线网络节点扩充机制，这些原来自身所带有的无线网络系统结构与管理机制可被本专利的定位方法充份的结合与应用。

下面以一些具体的例子来说明该室内控制系统，该室内控制系统适用于智能家居、遥控玩具等。在智能家居中，例如，可在家里的天花板上安装阵列红外LED，遥控器带有惯性传感单元，当用户拿着遥控器走到室内的另一个地方时，惯性传感单元就能够检测到用户的运动轨迹，并将运动坐标发送到空调（被控装置），空调将随着用户的移动而改变扫风方向，当用户固定到一个目标位置后，将遥控器的COMS摄像头（CMOS光学定位传感单元）对准天花板，天花板上的红外LED与摄像头通讯后，以另一种方式进行定位，由于红外LED可以带有不同的调制信号，可以方便地确定遥控器的坐标，遥控器在将坐标发送到空调，空调将以遥控器坐标为中心进行扫风。另外，老人小孩看护、游戏及游戏控制器、机器人的运动、自动吸尘器、视讯会议及跟踪摄像头或子跟踪摄像机、家电遥控器等都可以采用这种方式进行精确定位。在遥控玩具中，例如遥控飞机，同样在室内天花板上有红外LED阵列，飞机内部有惯性传感单元及气压计，机身上有COMS摄像头，以及超声波探测单元，惯性传感单元感测飞机的运动轨迹，红外LED与COMS摄像头以另外方式进行定位。惯性传感器感测数据可利用红外定位进行校正，可以得到高精度、高稳定的定位数据，利用气压计得到高度的检测，利用超声波检测出距离前方的距离能够更精确的避开障碍物。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三维多点无线与微惯导的室内定位系统，其特征在于，包括标定装置及装设在目标物上的感测装置，而且，所述标定装置包括：

装设在室内至少三个特定位置的至少三个第一无线收发单元，用于每隔第一预设时间发射一次信号；

所述感测装置包括：

惯性传感单元，包括加速度传感器和/或陀螺仪，用于感测目标物的运动；及

第二无线收发单元，用于在接收到每个第一无线收发单元所发射的信号时，产生一响应信号；

处理单元，用于分别根据所述惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标，及根据所述第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标，并将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

2.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述感测装置还包括气压计，所述处理单元还用于根据所述气压计所测量的气压计算目标物的高度，并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的高度进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

3.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述感测装置还包括用于感测目标物周围环境磁场变化的地磁传感单元，所述处理单元还用于根据所述地磁传感单元所感测的磁场变化计算目标物的方向，并将第一空间坐标、第二空间坐标、所计算的方向进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

4.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，

所述标定装置还包括：

装设在室内多个特定位置上的多个红外LED；

第一运算单元，用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号； 

所述感测装置还包括：

CMOS光学定位传感单元，用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号；

所述处理单元，还用于根据所述CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标；或者，

所述感测装置还包括：

装设在目标物上的多个特定位置上的多个红外LED；

第二运算单元，用于控制所述多个红外LED发出红外调制信号；

所述标定装置还包括：

CMOS光学定位传感单元，用于检测所述多个红外LED所发出的红外调制信号；而且，

所述处理单元，还用于根据CMOS光学定位传感单元所检测的红外调制信号计算目标物的第三空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第三空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

5.根据权利要求1所述的定位系统，其特征在于，所述感测装置还包括：

超声波探测单元，用于探测目标物离周围空间的障碍物的距离；

所述处理单元，还用于根据所述超声波探测单元所探测的距离计算目标物的第四空间坐标，并将第一空间坐标、第二空间坐标及第四空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

6.根据权利要求1至5任一项所述的定位系统，其特征在于，在所述处理单元中，所述融合处理为下列中的至少一个：卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。

7.根据权利要求1至5任一项所述的定位系统，其特征在于，所述第一无线收发单元和所述第二无线收发单元分别为下列中的一个：WIFI收发单元、蓝牙收发单元、Zigbee收发单元、2.4G 收发单元。

8.一种使用根据权利要求1所述的室内定位系统进行室内定位的方法，其特征在于，包括：

A．根据惯性传感单元所感测的目标物的运动计算目标物的第一空间坐标；

B．根据第二无线收发单元所产生的响应信号计算目标物的第二空间坐标；

C．将第一空间坐标与第二空间坐标进行融合处理，以获得目标物的最终空间坐标。

9.根据权利要求8所述的室内定位的方法，其特征在于，所述步骤C的融合处理为下列中的至少一个：卡尔曼滤波、最小二乘法的滤波、小波滤波。

10.一种扩展型室内控制系统，其特征在于，包括：

权利要求1至7任一项所述的定位系统，用于计算的目标物的最终空间坐标；

主控装置，用于根据所述目标物的最终空间坐标生成控制信号；

被控装置，用于根据所述控制信号进行相应的动作。

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