CN106323284A - 一种基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法 - Google Patents

一种基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于路径集与坐标系的室内定位系统，包括：数据采集单元、数据处理单元以及数据存储单元。该系统，利用数据处理单元对数据采集单元获取到的位置信息进行计算以得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径；通过数据存储单元存储预先设置的路径集和行驶路径，这样可以将终端设备的位置信息记录下来也就实现对终端设备的定位。其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度。此外，本发明还公开一种基于路径集与坐标系的室内定位方法。

Description

一种基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法
技术领域
本发明涉及定位于导航技术领域，特别是涉及一种基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法。
背景技术
互联网与云计算已经越来越多地被应用到人们的生活中，为各种智能终端，如手机，机器人提供智能定位和导航。相对于比较成熟的室外GPS定位系统而言，卫星信号在室内较弱，其精度也满足不了室内的要求。
因此，如何实现室内定位是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于路径集与坐标系的室内定位系统，用于实现室内定位。此外，本发明还提供一种与该系统对应的基于路径集与坐标系的室内定位方法。
为解决上述技术问题，本发明提供一种基于路径集与坐标系的室内定位系统，包括：
数据采集单元，用于获取终端设备当前的位置信息，其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度；
数据处理单元，用于对所述数据采集单元获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
数据存储单元，用于存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
优选的，还包括：
用户交互单元，用于查看和设置所述行驶路径。
优选的，所述数据处理单元具有：
路径监测子单元，用于监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元，以实现对所述偏差的修正。
优选的，还包括：
数据更新单元，用于在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
优选的，所述数据采集单元包括：
位移传感器或电机转速/圈数测量装置，用于获取所述终端设备距所述起点的位移；
电子指南针、磁感传感器或角度传感器，用于获取所述终端设备的偏转角度。
一种基于路径集与坐标系的室内定位方法，包括：
获取终端设备当前的位置信息，其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度；
对获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
优选的，还包括：
查看和设置所述行驶路径。
优选的，还包括：
监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元以实现对所述偏差的修正。
优选的，还包括：
在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
优选的，所述获取终端设备当前的位置信息包括：
通过位移传感器或电机转速/圈数测量装置获取所述终端设备距所述起点的位移；
通过电子指南针、磁感传感器或角度传感器获取所述终端设备的偏转角度。
本发明所提供的基于路径集与坐标系的室内定位系统，利用数据处理单元对数据采集单元获取到的位置信息进行计算以得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径；通过数据存储单元存储预先设置的路径集和行驶路径，这样可以将终端设备的位置信息记录下来也就实现对终端设备的定位。其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图；
图2为本发明提供的另一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图；
图3为本发明提供的另一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图；
图4为本发明提供的一种基于路径集与坐标系的室内定位方法的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下，所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护范围。
本发明的核心是提供一种基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
实施例一
基于路径集与坐标系的室内定位系统，包括：
数据采集单元，用于获取终端设备当前的位置信息，其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度；
数据处理单元，用于对所述数据采集单元获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
数据存储单元，用于存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
图1为本发明提供的一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图。在具体实施中，首先在室内建立坐标系，该坐标系可以选取直角坐标系或者极坐标系，本发明不做限制。将终端设备置于建立好的坐标系的原点(在具体实施中，可以是其它的点，只要数据采集单元10能够获取起点的坐标即可)，然后移动终端设备至目的地。数据采集单元10通过无线或者有线网络获取终端设备的当前的位置信息，其中，位置信息包括：终端设备距起点(例如原点)的位移和终端设备的偏转角度。数据处理单元11将数据采集单元10采集到的数据进行计算，从而得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径。数据存储单元12存储预先设置的路径集和当前终端设备走过的行驶路径。用户可以通过数据存储单元12存储的数据获取终端设备的位置，即实现对终端设备的定位。
本实施例提供的基于路径集与坐标系的室内定位系统，利用数据处理单元对数据采集单元获取到的位置信息进行计算以得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径；通过数据存储单元存储预先设置的路径集和行驶路径，这样可以将终端设备的位置信息记录下来也就实现对终端设备的定位。其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度。
作为一种优选的实施方式，基于路径集与坐标系的室内定位系统，还包括：
用户交互单元，用于查看和设置所述行驶路径。
图2为本发明提供的另一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图。数据采集单元10、数据处理单元11和数据存储单元12的描述请参见上文。用户交互单元20用于用户查看和设置终端设备的行驶路径，由于数据存储单元12存储有路径集和行驶路径，因此，终端设备的驱动单元21按照用户交互单元20输入的指令驱动终端设备按照指令行驶至目的地，实现自动导航。
作为一种优选的实施方式，所述数据处理单元具有：
路径监测子单元，用于监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元，以实现对所述偏差的修正。
为了让本领域技术人员更加清楚本发明提供的基于路径集与坐标系的室内定位系统，以下以智能机器人为例进行说明。
用户通过用户交互单元20输入指令，数据处理单元11经过分析输入的指令的之后传输到机器人的驱动单元21，使机器人完成移动动作。由于机器人在行驶过程中，可能行驶路径与输入的指令有偏差，因此数据处理单元11的路径监测子单元110实时监测机器人的行驶轨迹，当机器人的行驶轨迹出现偏差时，路径监测子单元110将修正参数发送至驱动单元21，以实现对偏差的修正，保证机器人按照用户输入的指令自动导航至目的地。
当机器人到达目的地后，根据用户的需要，可以选择继续行走、待机或者自动返回原点。若选择继续行走，则将当前位置作为新的原点，重复上述步骤，直至目的地；若选择待机，则机器人保持原地不动，处于待机状态；若选择自动返回原点，则按照原来的路径返回原点。
以上是以机器人为例将本发明提供的定位功能以及自动导航功能进行了说明，并不代表该系统只能用在机器人上。
作为一种优选的实施方式，还包括：
数据更新单元，用于在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
图3为本发明提供的另一种基于路径集与坐标系的室内定位系统的结构图。基于路径集与坐标系的室内定位系统还包括数据更新单元30，当终端设备的行驶路径与预先存储的路径集中的任意一条路径均不同时，则认为当前行驶路径为新的路径，通过数据更新单元30将该行驶路径更新至路径集中，将更新后的路径集作为新的路径集。
作为一种优选的实施方式，所述数据采集单元包括：
位移传感器或电机转速/圈数测量装置，用于获取所述终端设备距所述起点的位移；
电子指南针、磁感传感器或角度传感器，用于获取所述终端设备的偏转角度。
数据采集单元的两个很重要的作用在于获取终端设备距起点的位移，以及获取终端设备的偏转角度，因此，在具体实施中，可以通过位移传感器或点击转速/圈数测量装置获取位移；通过电子指南针、磁感传感器或角度传感器获取偏转角度。
需要说明的是，通过位移传感器或电机转速/圈数测量装置以及电子指南针、磁感传感器或角度传感器只是本实施例提供的一种优选的方式，并不代表只能是这几种装置。
实施例二
图4为本发明提供的一种基于路径集与坐标系的室内定位方法的流程图。基于路径集与坐标系的室内定位方法，包括：
S10：获取终端设备当前的位置信息；
S11：对获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
S12：存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度
在具体实施中，首先在室内建立坐标系，该坐标系可以选取直角坐标系或者极坐标系，本发明不做限制。将终端设备置于建立好的坐标系的原点(在具体实施中，可以是其它的点，只要数据采集单元能够获取起点的坐标即可)，然后移动终端设备至目的地。数据采集单元通过无线或者有线网络获取终端设备的当前的位置信息，其中，位置信息包括：终端设备距起点(例如原点)的位移和终端设备的偏转角度。数据处理单元将数据采集单元采集到的数据进行计算，从而得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径。数据存储单元存储预先设置的路径集和当前终端设备走过的行驶路径。用户可以通过数据存储单元存储的数据获取终端设备的位置，即实现对终端设备的定位。
本实施例提供的基于路径集与坐标系的室内定位方法，利用数据处理单元对数据采集单元获取到的位置信息进行计算以得到终端设备当前的坐标以及记录终端设备的行驶路径；通过数据存储单元存储预先设置的路径集和行驶路径，这样可以将终端设备的位置信息记录下来也就实现对终端设备的定位。其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度。
作为一种优选的实施方式，还包括：
查看和设置所述行驶路径。
作为一种优选的实施方式，还包括：
监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元以实现对所述偏差的修正。
作为一种优选的实施方式，还包括：
在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
作为一种优选的实施方式，所述获取终端设备当前的位置信息包括：
通过位移传感器或电机转速/圈数测量装置获取所述终端设备距所述起点的位移；
通过电子指南针、磁感传感器或角度传感器获取所述终端设备的偏转角度。
由于实施例二是实施例一对应的方法，具体过程请参见实施例一的描述，这里暂不赘述。
以上对本发明所提供的基于路径集与坐标系的室内定位系统及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于路径集与坐标系的室内定位系统，其特征在于，包括：
数据采集单元，用于获取终端设备当前的位置信息，其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度；
数据处理单元，用于对所述数据采集单元获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
数据存储单元，用于存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
2.根据权利要求1所述的基于路径集与坐标系的室内定位系统，其特征在于，还包括：
用户交互单元，用于查看和设置所述行驶路径。
3.根据权利要求2所述的基于路径集与坐标系的室内定位系统，其特征在于，所述数据处理单元具有：
路径监测子单元，用于监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元，以实现对所述偏差的修正。
4.根据权利要求1所述的基于路径集与坐标系的室内定位系统，其特征在于，还包括：
数据更新单元，用于在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
5.根据权利要求1所述的基于路径集与坐标系的室内定位系统，其特征在于，所述数据采集单元包括：
位移传感器或电机转速/圈数测量装置，用于获取所述终端设备距所述起点的位移；
电子指南针、磁感传感器或角度传感器，用于获取所述终端设备的偏转角度。
6.一种基于路径集与坐标系的室内定位方法，其特征在于，包括：
获取终端设备当前的位置信息，其中，所述位置信息包括：在预先建立的坐标系中，所述终端设备距起点的位移和所述终端设备的偏转角度；
对获取到的所述位置信息进行计算以得到所述终端设备当前的坐标以及记录所述终端设备的行驶路径；
存储预先设置的路径集和所述行驶路径。
7.根据权利要求6所述的基于路径集与坐标系的室内定位方法，其特征在于，还包括：
查看和设置所述行驶路径。
8.根据权利要求7所述的基于路径集与坐标系的室内定位方法，其特征在于，还包括：
监测所述终端设备的行驶轨迹，当所述行驶轨迹出现偏差时，将修正参数发送至所述终端设备的驱动单元以实现对所述偏差的修正。
9.根据权利要求7所述的基于路径集与坐标系的室内定位方法，其特征在于，还包括：
在所述终端设备的行驶路径与所述路径集中的任意一条路径存在差异时，将所述行驶路径更新至所述路径集。
10.根据权利要求7所述的基于路径集与坐标系的室内定位方法，其特征在于，所述获取终端设备当前的位置信息包括：
通过位移传感器或电机转速/圈数测量装置获取所述终端设备距所述起点的位移；
通过电子指南针、磁感传感器或角度传感器获取所述终端设备的偏转角度。
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