CN215639486U - 一种惯导和蓝牙aoa融合室内定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，包括控制主机、室内定位设备和定位终端；所述控制主机采用的是服务器主机；所述室内定位设备包括安装在室内的安装外壳，安装外壳内安装有AOA基站设备；所述安装外壳的上端安装有安装座，安装座安装有遮挡保护装置；所述安装外壳的侧面设置有若干通风孔；所述定位终端包括终端外壳，终端外壳上安装有固定装置；所述终端外壳内安装有陀螺仪、加速度计和蓝牙设备。本实用新型设计合理，设备使用少，可以减少基站的数量，布局合理，能够有效减少AOA基站的布设成本。

Description

一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统

技术领域

本实用新型涉及智能装备领域，具体而言，涉及一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统。

背景技术

近年来对室内位置的服务需求持续增加，尤其是需要被精确定位的目标也越来越多，出现了很多利用无线电信号的精准定位技术。如UWB和蓝牙AOA技术，但对于这些方式都需要提前部署基站，且基站的部署密度和定位精度息息相关。

基于惯性导航系统的定位技术优势在于无需部署基站设备，劣势在于长时间推算位置会产生累积误差。

因此，提出一种基于惯导和蓝牙AOA融合定位系统，在部署基站最少的情况下获得较好的定位精度。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的缺点，提供了一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，解决了上述技术存在的缺陷。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：包括控制主机、室内定位设备和定位终端；所述控制主机采用的是服务器主机；所述室内定位设备包括安装在室内的安装外壳，安装外壳内安装有AOA基站设备；所述安装外壳的上端安装有安装座，安装座安装有遮挡保护装置；所述安装外壳的侧面设置有若干通风孔；所述定位终端包括终端外壳，终端外壳上安装有固定装置；所述终端外壳内安装有陀螺仪、加速度计和蓝牙设备；所述AOA基站设备接收定位终端发出的AOA信号，然后进行位置的解算，提供高精度的位置坐标，上报至服务器主机。

优化的方案，所述安装座通过粘结的方式安装在安装外壳上。

优化的方案，所述安装座的外侧面上设置有L形凹槽，L形凹槽上插接有保护遮板。

优化的方案，所述固定装置包括设置在终端外壳背面的上下两个连接横杆；所述两个上下连接横杆之间设置有连接带。

优化的方案，所述固定装置还包括设置在终端外壳背面的左右两个魔术贴。

由于采用了上述技术，与现有技术相比较，本实用新型的有益效果是：

本实用新型设计合理，设备使用少，可以减少基站的数量，布局合理，能够有效减少AOA基站的布设成本。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中室内定位设备和定位终端的外部结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例中定位终端的外部结构示意图；

图3本实用新型一种实施例的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

如图1-2所示，一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，包括控制主机、室内定位设备和定位终端。

所述控制主机采用的是服务器主机。基于目前的技术来说，本实施例的控制主机也可以采用云平台，不需要实体的服务器主机。

所述室内定位设备包括安装在室内的安装外壳2，安装外壳2内安装有AOA基站设备。AOA基站设备是现有的设备，技术和原理属于现有技术，不再赘述内部的结构和工作原理。所述安装外壳2的上端安装有安装座3，安装座安3装有遮挡保护装置；所述安装外壳的侧面设置有若干通风孔1。所述安装座通过粘结的方式安装在安装外壳上。所述安装座的外侧面上设置有L形凹槽4，L形凹槽4上插接有保护遮板。

所述定位终端包括终端外壳6，终端外壳6上安装有固定装置。所述固定装置包括设置在终端外壳背面的上下两个连接横杆7；所述两个上下连接横杆7之间设置有连接带8。所述固定装置还包括设置在终端外壳背面的左右两个魔术贴5。

所述终端外壳内安装有陀螺仪、加速度计和蓝牙设备；所述AOA基站设备接收定位终端发出的AOA信号，然后进行位置的解算，提供高精度的位置坐标，上报至服务器主机。

如图3所示，本实施例的具体步骤：

步骤1、服务器或者云平台获取室内定位区域CAD图，确定待定位区域的坐标位置信息；

步骤2、在室内定位区域布设AOA基站设备，用于接收定位终端的AOA信息；

步骤3、基于待定位区域的起始点位置坐标，定位终端开启惯导系统上报人或物体的实时定位坐标；

步骤4、检测AOA基站是否扫描到定位终端，若存在AOA位置坐标解算数据，则对实时定位坐标进行修正，且更新惯导系统的参数估计。

步骤1中：所述场景一般为医院，工厂，养老院，学校等大型室内环境。所获取定位区域CAD图，用于部署AOA基站，多部署在门口，场景切换处，且一个房间区域原则上仅需要部署一台基站。所获取定位区域CAD图，用于确定待定位区域的坐标位置信息，即确定区域的坐标原点，明确AOA基站在图中的坐标位置，为后续的定位坐标提供基准和校准点。

步骤2中：

在室内定位区域布设AOA基站设备，用于接收定位终端的AOA信息。

所描述的定位终端为一款硬件设备，由人员携带或附着在物体上，即可进行人员或物体的定位。定位终端内置惯性器件，即陀螺仪和加速度计，陀螺仪用来测量角运动速度，加速度计用来测量加速度；内置蓝牙5.1，定时广播AOA数据包，供基站接收。

AOA基站设备接收AOA数据包，进行位置的解算，提供高精度的位置坐标；基站还可以作为蓝牙物联网关，可接入各类蓝牙物联网传感器数据。

步骤3中：

（1）起始点位置一般选为AOA基站的定位覆盖范围内，获取到精准的位置坐标信息作为惯导系统的起始解算点。

（2）随着定位终端的运动，会逐渐远离AOA基站的定位覆盖范围，此时，需要依靠终端内置的惯性导航系统进行位置的解算，并实时上报至云平台。

惯导系统位置解算方法：首先，利用陀螺仪获取角速度增量或角速度值，利用四元数更新法求出载体的姿态信息；然后，利用姿态信息将加速度测得的载体坐标系的比分力量转换到导航坐标系中；在导航坐标系下，通过微分求解比力方程，获得载体相对地球的速度，去除地球引力加速度，最后，在位置参考坐标系下，由载体的速度积分得到位置坐标。

通常，由于噪声和误差的存在可能会使所计算的位置坐标在一定范围内跳变，轨迹显得不平滑，因此有必要采用滤波对位置坐标进行修正。通过扩展卡尔曼滤波的方法进行滤波估计，能够有效弥补卡尔曼滤波仅适用于线性系统的缺陷。数据上报方案：定位终端可选择多种无线通信方式上报至云平台，如4G，LoRa，WiFi等。

在步骤4中：

检测AOA基站是否扫描到定位终端，若存在AOA位置坐标解算数据，则对实时定位坐标进行修正，且更新惯导系统的参数估计。

定位坐标修正算法为：以AOA的坐标信息作为测量方程对惯导系统的位置坐标进行修正，获得该位置下的加速度信息对航位推算进行校正。

本实用新型设计合理，设备使用少，可以减少基站的数量，布局合理，能够有效减少AOA基站的布设成本。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：包括控制主机、室内定位设备和定位终端；

所述控制主机采用的是服务器主机；

所述室内定位设备包括安装在室内的安装外壳，安装外壳内安装有AOA基站设备；所述安装外壳的上端安装有安装座，安装座安装有遮挡保护装置；所述安装外壳的侧面设置有若干通风孔；

所述定位终端包括终端外壳，终端外壳上安装有固定装置；所述终端外壳内安装有陀螺仪、加速度计和蓝牙设备；

所述AOA基站设备接收定位终端发出的AOA信号，然后进行位置的解算，提供高精度的位置坐标，上报至服务器主机。

2.根据权利要求1所述的一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：所述安装座通过粘结的方式安装在安装外壳上。

3.根据权利要求2所述的一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：所述安装座的外侧面上设置有L形凹槽，L形凹槽上插接有保护遮板。

4.根据权利要求3所述的一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：所述固定装置包括设置在终端外壳背面的上下两个连接横杆；所述两个上下连接横杆之间设置有连接带。

5.根据权利要求3所述的一种惯导和蓝牙AOA融合室内定位系统，其特征在于：所述固定装置还包括设置在终端外壳背面的左右两个魔术贴。

Images