CN206876184U - 一种基于rssi和惯性导航的室内定位装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于室内定位技术领域，公开了一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，所述基于RSSI和惯性导航的室内定位装置包括：多个定位基站；多个定位基站通过蓝牙与处理器连接，惯性导航模块、陀螺仪模块与处理器连接。本实用新型引用惯性导航的加速度计和陀螺仪等通过对运动传感器的信息进行整合计算，不断更新待移动点的位置和速度；通过对加速度进行积分，获知待移动点的位置变化、速度变化；通过对角速度进行积分，可以得到移动点的方向变化。

Description

一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置

技术领域

本实用新型属于室内定位技术领域，尤其涉及一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置。

背景技术

目前，随着信息技术的通过单纯的接收信号强度来定位，容易受到多径效应、室内复杂障碍物等多种因素的影响，并最终导致室内定位系统定位精度过低。单纯依靠接收信号强度判断的室内定位系统遇到障碍物时精度会大幅降低。随着科技发展和人类活动方式的不断改变，室内环境进一步扩大，布局也趋于复杂，人们对于位置信息的需求也越来越大，越来越多的室内定位技术被应用于位置确定、室内导航、社交娱乐、信息推荐等领域之中。与室外定位有所不同，室内定位一般处于相对封闭的环境之中，定位的规模与范围都比较小，室内环境复杂，波直达路径严重受影响，因此室内定位在定位精度、可靠性、安全性、复杂度、方向识别等方面都有着有别于室外定位的特点。在室内定位的各种解决方案中，依据对于待测量的节点到锚节点的距离测量与否为基准可以将室内定位算法分为非测距与测距的定位算法。基于非测距的定位算法主要包括：APIT算法、基于RSSI的指纹定位算法等；基于测距的定位算法主要包括：TOA算法、TDOA算法、基于RSSI测量估计信道模型的方法等。尽管基于非测距的定位算法实现相对简单，不需要进行节点间的距离测量，但同时也存在了对于锚节点分布要求高、算法定位精度较差等问题，最重要的是大部分基于非测距的室内定位算法并不十分适用于所期望应用到的室内环境。目前，室内定位技术种类繁多，如无线局域网(WLAN)、射频标签(RFID)、紫蜂(Zigbee)、蓝牙(Bluetooth)、超宽带无线电(UltraWideBand)、地磁场、强红外定位、光跟踪定位、计算机视觉定位、超声波定位等。现有室内定位技术接收信号强度受多径效应影响过大。

综上所述，现有技术存在的问题是：现有室内定位方法存在接收信号强度受多径效应影响过大。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置。

本实用新型是这样实现的，一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，所述基于RSSI和惯性导航的室内定位装置包括：

多个定位基站；

多个定位基站通过蓝牙与处理器连接，惯性导航模块、陀螺仪模块与处理器连接。

缓存器连接第一处理器，第一处理器连接电源模块、时钟电路和蓝牙收发器，电源模块连接时钟电路和蓝牙收发器。

进一步，所述惯性导航模块包括：加速度计、电源模块、时钟电路、处理器和数据传输接口；

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。

本实用新型的优点及积极效果为：引用惯性导航的加速度计和陀螺仪等通过对运动传感器的信息进行整合计算，不断更新待移动点的位置和速度；通过对加速度进行积分，获知待移动点的位置变化、速度变化；通过对角速度进行积分，可以得到移动点的方向变化；以及在手机中多带有惯性传感器，所以惯性传感器定位也有易于普及的硬件条件。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的定位基站结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的惯性导航模块结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的陀螺仪模块结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置的工作流程图；

图中：1、定位基站；2、处理器；3、惯性导航模块；4、陀螺仪模块。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下。

下面结合附图对本实用新型的结构作详细的描述。

如图1所示，本实用新型实施例提供的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置包括：定位基站1、处理器2、惯性导航模块3、陀螺仪模块4。

多个定位基站1通过蓝牙与处理器2连接，惯性导航模块3、陀螺仪模块4与处理器2连接。

如图2所示，定位基站1包括：缓存器、第一处理器、电源模块、时钟电路和蓝牙收发器。

缓存器连接第一处理器，第一处理器连接电源模块、时钟电路和蓝牙收发器，电源模块连接时钟电路和蓝牙收发器。

如图3所示，惯性导航模块3包括：加速度计、电源模块、时钟电路、处理器和数据传输接口。

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。处理器为积分器。

如图4所示，陀螺仪模块4包括：加速度计、电源模块、时钟电路、处理器和数据传输接口。

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。处理器用于实现加减运算。

惯性导航模块3乘以MPU9255BMP280陀螺仪传感器。

定位基站乘以：CC1101无线收发芯片能够提供数字RSSI，RSSI硬件节点统一采用STC12LE5A16S。

陀螺仪模块乘以：MPU-6050模块三轴加速度计，陀螺仪6DOF模块倾角角度输出加速。

电源模块统一采用AMS1117-3.3降压电源模块。

蓝牙接收发送模块采用HC-06从机蓝牙模块。

如图5所示，本实用新型实施例提供的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置的定位方法包括以下步骤：

步骤一，走过rssi采集器件，器件对物体进行定位。

步骤二，对rssi信号强度阀值进行判断，若低于30，则此时无法依靠信号强度判断物体具体位置，此时需要依惯性导航计算公式进行路径计算以确定位置

步骤三，若阀值高于30，则可以依靠物体接收信号强度来判断物体具体位置，此时通过rssi确认位置并进行误差校正(因惯性导航计算存在误差)，直至信号强度阀值低于30后按惯性导航公式及计算运动路径。

本实用新型的工作原理：

定位基站采集位置信息并发送给蓝牙，蓝牙将信号发送给处理器对信号强度进行判断，信号强度高于给定阀值则判断为信号强度弱，处理器判决不采用定位基站蓝牙传送过来的信号信息。与此同时，惯性导航系统一直在进行计算，通过对加速度积分的计算模拟路线，陀螺仪通过对角运动的加减判断运动方向。当处理器接受蓝牙传来弱信号时则采用惯性导航系统及陀螺仪所模拟的位置信息；从而对物体进行定位，直到物体接近下一个定位基站，蓝牙连接传来信号强的高于阀值，则对物体运动信息进行更正及准确定位，通过两种模式的协同运作，让定位及运动更加的准确。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (4)

1.一种基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，其特征在于，所述基于RSSI和惯性导航的室内定位装置包括：

多个定位基站；

多个定位基站通过蓝牙与处理器连接，惯性导航模块、陀螺仪模块与处理器连接。

2.如权利要求1所述的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，其特征在于，所述定位基站包括：缓存器、第一处理器、电源模块、时钟电路和蓝牙收发器；

缓存器连接第一处理器，第一处理器连接电源模块、时钟电路和蓝牙收发器，电源模块连接时钟电路和蓝牙收发器。

3.如权利要求1所述的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，其特征在于，所述惯性导航模块包括：加速度计、电源模块、时钟电路、处理器和数据传输接口；

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。

4.如权利要求1所述的基于RSSI和惯性导航的室内定位装置，其特征在于，所述陀螺仪模块包括：加速度计、电源模块、时钟电路、处理器和数据传输接口；

电源模块连接加速度计、时钟电路、处理器，加速度计、时钟电路连接处理器，处理器连接数据传输接口。