CN104251699B - 一种室内空间定位方法 - Google Patents
一种室内空间定位方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104251699B CN104251699B CN201310263790.8A CN201310263790A CN104251699B CN 104251699 B CN104251699 B CN 104251699B CN 201310263790 A CN201310263790 A CN 201310263790A CN 104251699 B CN104251699 B CN 104251699B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- surveyor
- interior space
- electromagnetic induction
- processing unit
- central processing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 230000005674 electromagnetic induction Effects 0.000 claims abstract description 20
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 30
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 26
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 20
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 12
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 4
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005474 detonation Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010295 mobile communication Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/005—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 with correlation of navigation data from several sources, e.g. map or contour matching
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
- Navigation (AREA)
Abstract
本发明涉及通讯技术领域，具体公开了一种室内空间定位设备及定位方法；定位装置包括：电磁感应传感器、中央处理器、加速度计、角速度计、气压计和GPS导航装置；电磁感应传感器、中央处理器、加速度计、角速度计、气压计和GPS导航装置均设在室内空间定位设备内，电磁感应传感器、加速度计、角速度计、气压计和GPS导航装置均与中央处理器相连接。本发明以加速度为基础，结合了电磁感应、高度和角速度技术，反映了三维空间的运动轨迹，对室内空间定位达到了全方位立体定位的目的；本发明对采集的多组数据进行联合处理，多组数据相辅相成，提高了测量定位精度，本发明设备小巧轻便，易于携带。
Description
技术领域
本发明涉及通讯技术领域，尤其是涉及一种移动通信行业室内无线信号自动测试定位方法。
背景技术
现有技术中，室内空间的定位方法包括GPS定位、计步器定位以及电子罗盘定位。
现有的室内空间的定位方法存在如下问题：
传统的GPS定位在室内应用上受到很大的限制，GPS定位存在室内信号强度不足或无信号，以及信号干扰、信号受阻等多种问题，导致定位精度很低，很难在室内空间中应用。
计步器可以比较精准的反应步行者的行走步数，但是计步器反映的是线性一维运动，无法对室内空间进行全方位立体定位的定位。
电子罗盘容易受磁场环境的干扰，往往无法反映真实的方向。
目前，现有的室内定位几乎都是基于惯性设备，存在较大累计性误差，室内空间定位精度较低，定位不准确，而且还存在不能适应各种应用环境的问题。至今还没有有效的解决办法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种室内空间定位方法，本发明以加速度为基础，结合了电磁感应、高度和角速度技术，反映了三维空间的运动轨迹，对室内空间定位达到了全方位立体定位的目的。本发明对采集的多组数据进行联合处理，多组数据相辅相成，提高了测量定位精度，本发明设备小巧轻便，易于携带。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种室内空间定位设备，包括：
电磁感应传感器、中央处理器、加速度计、角速度计、气压计和GPS导航装置；所述电磁感应传感器、所述中央处理器、所述加速度计、所述角速度计、所述气压计和所述GPS导航装置均设在所述室内空间定位设备内，所述电磁感应传感器、所述加速度计、所述角速度计、所述气压计和所述GPS导航装置均与所述中央处理器相连接。
优选地，所述GPS导航装置包括显示器和接收装置，所述接收装置与所述中央处理器相连接，所述接收装置与所述显示器相连接。
更加优选地，所述室内空间定位设备在测量员的腰部或背部位置固定。
一种室内空间定位方法，包括：
S1：将室内空间定位设备设在测量员的腰部或背部，所述室内空间定位设备进行数据测量，设在所述室内空间定位设备内的电磁感应传感器、加速度计、角速度计和气压计对测量的所述数据进行联合采集，通过所述加速度计测量测量员不移动状态下的重力场方向以及测量员移动时的当前加速度值，通过所述电磁感应传感器测量所述测量员所在室内空间的磁感应强度，通过所述角速度计测量所述测量员的角速度值的变化走势，通过所述气压计测量所述测量员的高度位置的变化走势；
S2：中央处理器接收所述测量数据，对所述测量数据进行综合处理，将综合处理后的所述测量数据生成移动轨迹，所述中央处理器将所述移动轨迹传输给GPS导航装置；
S3：所述GPS导航装置将所述移动轨迹显示给所述测量员。
优选地，所述步骤S2中包括；
S2.a：所述中央处理器以定方向计步为基础，根据测量员移动时当前加速度值和所述重力场方向进行比较，计算出所述室内空间定位设备放置姿态角；
S2.b：电磁感应传感器和角速度计的所述测量数据相互校准，通过磁场测量结果修正角速度计测量结果；
S2.c：测量员在移动时，选取所述室内空间定位设备的竖直方向加速度变化、水平面上前后方向加速度变化以及水平面上左右方向加速度变化，结合所述室内空间定位设备方向和地磁方向的夹角进行判断。
更加优选地，所述步骤S2.a、所述步骤S2.b和所述步骤S2.c各自独立判断是否触发行为阀值，所述中央处理器根据所有分析结果进行综合判断，判断所述测量员是否有移动行为发生。
更加优选地，判断所述测量员存在移动行为时，所述测量员在移动过程中，步距和各采样数值的振幅成比例变化，所述中央处理器根据所述加速度计采集的振幅，估算出当前步距，结合计算出来的方向和高度计测量的高度，绘制出所述测量员在三维空间上的移动轨迹。
其中，所述GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。GPS起始于1958年美国军方的一个项目，1964年投入使用。20世纪70年代，美国陆海空三军联合研制了新一代卫星定位系统GPS。主要目的是为陆海空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的，经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年，全球覆盖率高达98％的24颗GPS卫星星座己布设完成。GPS可以提供车辆定位、防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。要实现以上所有功能必须具备GPS终端、传输网络和监控平台三个要素。
本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明提供了一种室内空间定位设备及定位方法，解决了无法对室内空间进行立体定位的问题；本发明以加速度为基础，结合了电磁感应、高度和角速度技术，反映了三维空间的运动轨迹，对室内空间定位达到了全方位立体定位的目的。本发明对采集的多组数据进行联合处理，多组数据相辅相成，提高了测量定位精度，本发明设备小巧轻便，易于携带。具有广泛的推广价值。
附图说明
图1示例性地示出了一种室内空间定位设备结构示意图；
图2为采集的测试员所在空间磁场强度曲线图；
图3为采集的测试员移动的加速度曲线图；
图4为采集的测试员移动的角速度曲线图；
图5为中央处理器整合的采集数据图；
图6为中央处理器生成的行走轨迹对比图。
具体实施方式
为了更好地理解本发明所解决的技术问题、所提供的技术方案，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明的实施，但并不用于限定本发明。
在优选的实施例中，图1示例性地示出了一种室内空间定位设备结构示意图；包括：
室内空间定位设备1、电磁感应传感器2、中央处理器3、加速度计4、角速度计5、气压计6和GPS导航装置7；所述电磁感应传感器2、所述中央处理器3、所述加速度计4、所述角速度计5、所述气压计6和所述GPS导航装置7均设在所述室内空间定位设备1内，所述电磁感应传感器2、所述加速度计4、所述角速度计5、所述气压计6和所述GPS导航装置7均与所述中央处理器3相连接。
在更加优选的实施例中，所述GPS导航装置7包括显示器8和接收装置9，所述接收装置9与所述中央处理器3相连接，所述接收装置9与所述显示器8相连接。
在更加优选的实施例中，所述室内空间定位设备1在所述测量员的腰部或背部位置固定。
在更加优选的实施例中，一种室内空间定位方法，包括：
S1：将室内空间定位设备设在测量员的腰部或背部，所述室内空间定位设备进行数据测量，设在所述室内空间定位设备内的电磁感应传感器、加速度计、角速度计和气压计对测量的所述数据进行联合采集，通过所述加速度计测量测量员不移动状态下的重力场方向以及测量员移动时的当前加速度值，通过所述电磁感应传感器测量所述测量员所在室内空间的磁感应强度，通过所述角速度计测量所述测量员的角速度值的变化走势，通过所述气压计测量所述测量员的高度位置的变化走势；
S2：中央处理器接收所述测量数据，对所述测量数据进行综合处理，将综合处理后的所述测量数据生成移动轨迹，所述中央处理器将所述移动轨迹传输给GPS导航装置；
S3：所述GPS导航装置将所述移动轨迹显示给所述测量员。
在更加优选的实施例中，所述步骤S2中包括；
S2.a：所述中央处理器以定方向计步为基础，根据测量员移动时当前加速度值和所述重力场方向进行比较，计算出所述室内空间定位设备放置姿态角；
S2.b：电磁感应传感器和角速度计的所述测量数据相互校准，通过磁场测量结果修正角速度计测量结果；
S2.c：测量员在移动时，选取所述室内空间定位设备的竖直方向加速度变化、水平面上前后方向加速度变化以及水平面上左右方向加速度变化，结合所述室内空间定位设备方向和地磁方向的夹角进行判断。
在更加优选的实施例中，所述步骤S2.a、所述步骤S2.b和所述步骤S2.c各自独立判断是否触发行为阀值，所述中央处理器根据所有分析结果进行综合判断，判断所述测量员是否有移动行为发生。
在更加优选的实施例中，判断所述测量员存在移动行为时，所述测量员在移动过程中，步距和各采样数值的振幅成比例变化，所述中央处理器根据所述加速度计采集的振幅，估算出当前步距，结合计算出来的方向和高度计测量的高度，绘制出所述测量员在三维空间上的移动轨迹。
具体的实施例中：
图2～图4示例性地示出了测试员行走一个阶段采集的数据-时间坐标图；
图2为采集的测试员所在空间磁场强度曲线，红、绿、蓝分别代表X、Y、Z三个分轴上采集的数值；
图3为采集的测试员移动的加速度曲线，红、绿、蓝分别代表X、Y、Z三个轴上采集的数值；
图4为采集的测试员移动的角速度曲线，红、绿、蓝分别代表X、Y、Z三个轴上采集的数值；
图5为经过中央处理器整合的采集数据，红色表示水平左右方向上的加速度，绿色表示竖直方向上的加速度，蓝色表示测试员当前方向和磁北极的夹角。
图6为经过中央处理器根据采样数据，处理后生成的一段行走轨迹与实际行走轨迹进行对比，黄色表示中央处理器生成的行走轨迹，蓝色表示实际行走轨迹，两种轨迹基本完全吻合。
以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的基本原理之内，所作的任何修改、组合及等同替换等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种室内空间定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将室内空间定位设备设在测量员的腰部或背部，所述室内空间定位设备进行数据测量，设在所述室内空间定位设备内的电磁感应传感器、加速度计、角速度计和气压计对测量的所述数据进行联合采集，通过所述加速度计测量测量员不移动状态下的重力场方向以及测量员移动时的当前加速度值，通过所述电磁感应传感器测量所述测量员所在室内空间的磁感应强度，通过所述角速度计测量所述测量员的角速度值的变化走势，通过所述气压计测量所述测量员的高度位置的变化走势；
S2：中央处理器接收所述测量数据，对所述测量数据进行综合处理，将综合处理后的所述测量数据生成移动轨迹，所述中央处理器将所述移动轨迹传输给GPS导航装置；
S3：所述GPS导航装置将所述移动轨迹显示给所述测量员；
所述步骤S2中包括；
S2.a：所述中央处理器以定方向计步为基础，根据测量员移动时当前加速度值和所述重力场方向进行比较，计算出所述室内空间定位设备放置姿态角；
S2.b：电磁感应传感器和角速度计的所述测量数据相互校准，通过磁场测量结果修正角速度计测量结果；
S2.c：测量员在移动时，选取所述室内空间定位设备的竖直方向加速度变化、水平面上前后方向加速度变化以及水平面上左右方向加速度变化，结合所述室内空间定位设备方向和地磁方向的夹角进行判 断。
2.根据权利要求1所述的室内空间定位方法，其特征在于，所述步骤S2的三个子部分S2.a、S2.b和S2.c各自独立判断是否触发行为阈值，所述中央处理器根据所有分析结果进行综合判断，判断所述测量员是否有移动行为发生。
3.根据权利要求2所述的室内空间定位方法，其特征在于，判断所述测量员存在移动行为时，所述测量员在移动过程中，步距和各采样数值的振幅成比例变化，所述中央处理器根据所述加速度计采集的振幅，估算出当前步距，结合计算出来的方向和高度计测量的高度，绘制出所述测量员在三维空间上的移动轨迹。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310263790.8A CN104251699B (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 一种室内空间定位方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201310263790.8A CN104251699B (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 一种室内空间定位方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104251699A CN104251699A (zh) | 2014-12-31 |
| CN104251699B true CN104251699B (zh) | 2017-02-15 |
Family
ID=52186815
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201310263790.8A Expired - Fee Related CN104251699B (zh) | 2013-06-27 | 2013-06-27 | 一种室内空间定位方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104251699B (zh) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104764461B (zh) * | 2015-04-22 | 2017-09-01 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 一种用于医院门诊的导航方法和装置 |
| CN105241454A (zh) * | 2015-10-23 | 2016-01-13 | 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 | 一种基于多传感器的行人导航系统及导航方法 |
| CN105258675B (zh) * | 2015-11-30 | 2017-12-29 | 北京机械设备研究所 | 一种用于室内行人导航装置的高程定位方法 |
| CN106895835B (zh) | 2015-12-17 | 2021-01-22 | 阿里巴巴集团控股有限公司 | 定位方法及装置 |
| CN108759813A (zh) * | 2018-04-10 | 2018-11-06 | 广东小天才科技有限公司 | 立体运动轨迹描绘方法、装置、设备及存储介质 |
| CN109186603B (zh) * | 2018-08-16 | 2021-07-30 | 浙江树人学院 | 一种基于多传感器的消防员室内三维定位方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202582554U (zh) * | 2012-05-24 | 2012-12-05 | 北京龙旗瑞谱科技有限公司 | 一种便携式室内人员定位系统 |
| CN102879793A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-16 | 北京信息科技大学 | 超小型gps/ins/磁强计/气压计组合导航系统 |
| CN202904027U (zh) * | 2012-04-11 | 2013-04-24 | 四川中软科技有限公司 | 一种自主室内定位系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI317807B (en) * | 2006-12-27 | 2009-12-01 | Ind Tech Res Inst | Positioning apparatus and method |
| US8498811B2 (en) * | 2011-02-09 | 2013-07-30 | SenionLab AB | Method and device for indoor positioning |
-
2013
- 2013-06-27 CN CN201310263790.8A patent/CN104251699B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN202904027U (zh) * | 2012-04-11 | 2013-04-24 | 四川中软科技有限公司 | 一种自主室内定位系统 |
| CN202582554U (zh) * | 2012-05-24 | 2012-12-05 | 北京龙旗瑞谱科技有限公司 | 一种便携式室内人员定位系统 |
| CN102879793A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-16 | 北京信息科技大学 | 超小型gps/ins/磁强计/气压计组合导航系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104251699A (zh) | 2014-12-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104251699B (zh) | 一种室内空间定位方法 | |
| CN106556854B (zh) | 一种室内外导航系统及方法 | |
| CN105607093B (zh) | 一种组合导航系统及获取导航坐标的方法 | |
| CN206479647U (zh) | 定位系统及汽车 | |
| CN106772493B (zh) | 基于北斗差分定位的无人机航向测算系统及其测算方法 | |
| US6820002B2 (en) | Moving direction detection method, moving direction detection apparatus, and program code | |
| US10337884B2 (en) | Method and apparatus for fast magnetometer calibration | |
| CN103162689B (zh) | 辅助车载定位系统及车辆的辅助定位方法 | |
| CN206704211U (zh) | 基于移动闭塞的重载列车定位系统 | |
| CN104614750B (zh) | 车辆位置确定方法 | |
| CN108844533A (zh) | 一种基于多传感器融合和姿态解算的自由姿态pdr定位方法 | |
| US10557711B2 (en) | Apparatus for inferring pedestrian position based on pedestrian movement detection, and method therefor | |
| CN104061934A (zh) | 基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法 | |
| CN105865450A (zh) | 一种基于步态的零速更新方法及系统 | |
| CN103791916A (zh) | 一种基于mems惯导的组合车载导航系统 | |
| CN107490378A (zh) | 一种基于mpu6050与智能手机的室内定位与导航的方法 | |
| CN103207383A (zh) | 基于单个移动节点对一静止节点进行二维无线定位的方法 | |
| CN106405592B (zh) | 车载北斗载波相位周跳检测与修复方法及系统 | |
| CN108426573A (zh) | 一种终端设备的行人步态检测方法及终端设备 | |
| CN106412836A (zh) | 一种室内定位方法及装置 | |
| CN109085554A (zh) | 一种主动雷达导引头视线角零位误差估计方法及装置 | |
| CN107702711A (zh) | 一种基于低成本传感器和地图约束的行人航向推算系统 | |
| CN110631579A (zh) | 一种用于农业机械导航的组合定位方法 | |
| CN106093992A (zh) | 一种基于cors的亚米级组合定位导航系统及导航方法 | |
| CN108082210A (zh) | 一种具有传感器组合的轨道自动测量车 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 519085 No. five, No. 8, science and technology, Zhuhai Harbour Road, Guangdong, Zhuhai Applicant after: DINGLI Corp.,Ltd. Address before: 519085 No. five, No. 8, science and technology, Zhuhai Harbour Road, Guangdong, Zhuhai Applicant before: DINGLI COMMUNICATIONS Co.,Ltd. |
|
| COR | Change of bibliographic data | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170215 |