CN105651283A - 一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法 - Google Patents

一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法 Download PDF

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徐建鹏
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孙叶根
陈奇
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Abstract

本发明公开了一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，包括以下步骤：S1，起点定位：实时采集运动目标的加速度数据和方位角数据，包括运动目标的位置信息和加速度传感器的三维信息，确定运动目标的起点位置，即原点；S2，陀螺仪测距：进行陀螺仪测距，通过陀螺仪的数据测量出X、Y、Z三个方向的坐标，对比运动目标的起点位置，即可得出陀螺仪距离原点的距离；S3，测量角度：通过地磁传感器进行运动目标的方向测定，根据地磁传感器的数据。本发明不需要预先安装固定点，不需要借助任何外部设备，自身即可做到精准定位，对高度定位准确，同时可自行修正定位坐标，并能够反应物体当前状体，适合推广。

Description

一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法
技术领域
本发明涉及室内定位方法技术领域，尤其涉及一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法。
背景技术
室内定位技术主要有两种实现方法。一种是基于红外线的方法，虽然具有相对较高的的室内定位精度，但是需要预先布置好多个红外收发装置，导致总体造价较高；还有一种是基于无线电射频的方法，虽然传输范围大、鲁棒性较强，但是需要智能终端、服务器之外的辅助定位设备，***开销比较大。
目前的室内定位技术主要有UWB、RFID、WIFI等无线通信技术，目前现有的技术大部分需要预先布置一个或者多个固定点，并且很难精准测算出移动点的3D坐标，尤其是对高度定位较差。
近年来，随着传感器价格的持续走低，大多数智能终端设备集成了多种传感器。常用的传感器有加速度传感器、陀螺仪传感器、环境光照传感器、磁力传感器、方向传感器、压力传感器、距离传感器、温度传感器等。其中陀螺仪、指南针、加速度计，可以用在惯性导航***中计算人员的位置，为此我们提出了一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法。
本发明提出的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，包括以下步骤：
S1，起点定位：实时采集运动目标的加速度数据和方位角数据，包括运动目标的位置信息和加速度传感器的三维信息，确定运动目标的起点位置，即原点；
S2，陀螺仪测距：进行陀螺仪测距，通过陀螺仪的数据测量出X、Y、Z三个方向的坐标，对比运动目标的起点位置，即可得出陀螺仪距离原点的距离；
S3，测量角度：通过地磁传感器进行运动目标的方向测定，根据地磁传感器的数据，计算出运动目标距离原点的角度，即为偏离原点的方向；
S4，测量高度：使用压力传感器对运动目标进行测量，从而对运动目标的高度进行补偿；
S5，辅助测量：使用温度传感器进行测量，从而对地磁传感器和压力传感器测量的数据进行补偿；
S6，计算：对获得的数据进行计算，即可获得运动目标的精确坐标。
优选地，所述加速度传感器设置在运动目标上的不同位置，所述加速度传感器采集运动目标的不同位置加速度变化数据。
优选地，所述加速度数据包括运动目标的水平加速度数据。
优选地，所述室内定位方法通过温度传感器和压力传感器可以修正运动目标的定位坐标。
优选地，所述加速度数据采集时进行消除干扰和漂移问题的滤波处理。
本发明中，先通过加速度传感器实时采集运动目标的加速度数据和方位角数据得到运动目标的起点位置后，通过陀螺仪的数据得出陀螺仪距离原点的距离，再通过地磁传感器计算出运动目标距离原点的角度，通过压力传感器和温度传感器对数据进行补偿，最后通过计算即可获得运动目标的精确坐标，本发明不需要预先安装固定点，不需要借助任何外部设备，自身即可做到精准定位，对高度定位准确，同时可自行修正定位坐标，并能够反应物体当前状体，适合推广。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
本发明提出的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，包括以下步骤：
S1，起点定位：实时采集运动目标的加速度数据和方位角数据，包括运动目标的位置信息和加速度传感器的三维信息，确定运动目标的起点位置，即原点；
S2，陀螺仪测距：进行陀螺仪测距，通过陀螺仪的数据测量出X、Y、Z三个方向的坐标，对比运动目标的起点位置，即可得出陀螺仪距离原点的距离；
S3，测量角度：通过地磁传感器进行运动目标的方向测定，根据地磁传感器的数据，计算出运动目标距离原点的角度，即为偏离原点的方向；
S4，测量高度：使用压力传感器对运动目标进行测量，从而对运动目标的高度进行补偿；
S5，辅助测量：使用温度传感器进行测量，从而对地磁传感器和压力传感器测量的数据进行补偿；
S6，计算：对获得的数据进行计算，即可获得运动目标的精确坐标。
本发明中，所述加速度传感器设置在运动目标上的不同位置，所述加速度传感器采集运动目标的不同位置加速度变化数据。所述加速度数据包括运动目标的水平加速度数据。所述室内定位方法通过温度传感器和压力传感器可以修正运动目标的定位坐标。所述加速度数据采集时进行消除干扰和漂移问题的滤波处理，螺旋仪是一种用来传感与维持方向的装置，基于角动量守恒的理论设计出来的。陀螺仪主要是由一个位于轴心且可旋转的转子构成。陀螺仪一旦开始旋转，由于转子的角动量，陀螺仪有抗拒方向改变的趋向，本发明中使用的陀螺仪可以测量出距离。
本发明不需要预先安装固定点，不需要借助任何外部设备，自身即可做到精准定位，对高度定位准确，同时可自行修正定位坐标，并能够反应物体当前状体，适合推广。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，起点定位：实时采集运动目标的加速度数据和方位角数据，包括运动目标的位置信息和加速度传感器的三维信息，确定运动目标的起点位置，即原点；
S2，陀螺仪测距：进行陀螺仪测距，通过陀螺仪的数据测量出X、Y、Z三个方向的坐标，对比运动目标的起点位置，即可得出陀螺仪距离原点的距离；
S3，测量角度：通过地磁传感器进行运动目标的方向测定，根据地磁传感器的数据，计算出运动目标距离原点的角度，即为偏离原点的方向；
S4，测量高度：使用压力传感器对运动目标进行测量，从而对运动目标的高度进行补偿；
S5，辅助测量：使用温度传感器进行测量，从而对地磁传感器和压力传感器测量的数据进行补偿；
S6，计算：对获得的数据进行计算，即可获得运动目标的精确坐标。
2.根据权利要求1所述的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，其特征在于，所述加速度传感器设置在运动目标上的不同位置，所述加速度传感器采集运动目标的不同位置加速度变化数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，其特征在于，所述加速度数据包括运动目标的水平加速度数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，其特征在于，所述室内定位方法通过温度传感器和压力传感器可以修正运动目标的定位坐标。
5.根据权利要求1所述的一种基于加速度、磁力计、陀螺仪、压力传感器的精确室内定位方法，其特征在于，所述加速度数据采集时进行消除干扰和漂移问题的滤波处理。
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