[发明专利]基于安卓系统面向医疗应用的无源自主式室内定位系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种室内定位系统，特别是涉及基于安卓系统Android面向医疗应用的无源自主式医院室内定位系统。

背景技术

近些年，室内导航技术越来越受到人们的关注。随着无线通信技术的发展，基于无线的室内定位技术为室内定位系统提供了较好的方案。医院室内定位导航技术作为一种改善病人就医体验、提高医院管理效率的增值应用，备受关注且具有巨大的社会实用商业价值。

但是，在面向医疗应用的医院无线室内定位系统中，如Zigbee方案的节点数多达几百个，数据传输负载压力大，丢包率严重，网络性能下降明显，导致定位结果不理想。Wi-Fi室内定位需要广布AP，尽管经过科学实验证实，Wi-Fi对人体的辐射有限，但是对于医院尤其是妇幼保健院这样特殊的应用环境，用户很有可能不考虑使用Wi-Fi的室内定位系统。

国内外医院内的导航定位，处于方案提出和局限实施的情况，其各自用的技术原理为Wi-Fi室内定位、蓝牙(BLE)、GPS定位、ZigBee等结合RFID实现病人、贵重医疗设备的定位。但是这些实现方案都有各自的局限性，Wi-Fi室内定位需要广布AP，蓝牙(BLE)定位技术也需要布置小型信源，GPS定位室内精确度不高，Zigbee更是要多布置节点自组网以及考虑开发板功耗等问题。

目前在国内还没有采用智能手机中的惯性传感器用于医院室内定位领域的成熟产品，业界普遍使用的无线定位技术，包括Wi-Fi、蓝牙(BLE)、ZigBee等。但是无线信号遭受严重干扰和阻挡，使得定位精度急剧下降，甚至失效，这些实现方案都有各自的局限性，比如Wi-Fi室内定位需要广布AP，蓝牙(BLE)定位技术也需要布置小型信源，Zigbee更是要多布置节点自组网以及考虑开发板功耗等问题。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于安卓系统面向医疗应用的无源自主式室内定位系统。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种基于安卓系统面向医疗应用的无源自主式室内定位系统，包括定位模块、定位误差修正模块、行为识别模块；

定位模块采用惯性导航方法，以智能手机为载体，实现在医院的室内导航定位；

定位误差修正模块，使用智能手机三轴陀螺仪、三轴加速度计、三轴磁力计以及室内地图信息，利用粒子滤波进行室内地图匹配，修正定位数据，实现定位；

行为识别模块，利用智能手机的加速度计和陀螺仪双重判断，在智能手机检测到跌倒后，自动拨打预先存储的号码，并以短信的方式发送行人航迹推算得到的位置信息。

本发明中，行人的位置确定利用以下公式进行行人航迹推算：

式中，k＝1,2,…,N，当k＝1时，E₀和N₀为初始位置的东向坐标和北向坐标；SL_k、分别为第k步计算得到的步长和航向，N为最终步数。

本发明采用智能手机惯性传感器应用于医院室内定位领域，是无源自主式定位系统，不需要提前部署基站，随着智能手机的普及，也无需额外的定位终端。在没有无线信号的情况下，利用智能手机上的惯性传感器，本发明实现医院室内实现就诊导航、实时定位、跌倒报警通知、检查科室推荐、推送检查结果等功能，使其位置服务更好地应用于医疗服务行业。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1航迹推算原理示意图。

图2为计步检测流程图。

具体实施方式

本系统模块化设计，主要包括定位模块、定位误差修正模块、行为识别模块。

1.定位模块采用惯性导航技术，以智能手机为载体，无需安装外部设备，即可实现在医院的室内导航定位。

行人的位置确定利用行人航迹推算(Pedestrian Dead Reckoning，PDR)，如图1所示，公式为：

  (1)

式中，k＝1,2,…,N，当k＝1时，E₀和N₀为初始位置的东向坐标和北向坐标；SL_k、分别为第k步计算得到的步长和航向。行人航迹推算包含四个核心问题：计步检测、步长估计、航向计算、位置计算。航迹推算算法的定位精度，取决于初始位置和姿态信息的精确性和推算过程中速度和航向信息求解的精度。

2.定位误差修正模块