[发明专利]用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统及方法

权利要求书

1.一种用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，包括：位于移动载体上的INS/WSN/BDS组合导航模块、有害物质检测模块、中央数据处理器和无线通信模块，以及远端的数据监测终端；

所述INS/WSN/BDS组合导航模块，包括INS导航模块、WSN导航模块和BDS导航模块；

所述中央数据处理器，设有：

数据采集单元，分别与INS导航模块、WSN导航模块和BDS导航模块连接，用于接收三者输出的导航信息，并输出INS、WSN和BDS的导航数据以及采用的组合导航方式，所述组合导航方式包括INS/WSN组合导航和INS/BDS组合导航；

扩展卡尔曼滤波器单元，与数据采集单元连接，用于接收INS导航数据和WSN导航数据，输出第一位置信息；

不敏卡尔曼滤波器单元，与数据采集单元连接，用于接收INS导航数据和BDS导航数据，输出第二位置信息；

以及，数据融合单元，分别与数据采集单元、扩展卡尔曼滤波器、不敏卡尔曼滤波器和有害物质检测模块连接，输出位置信息与污染物检测信息的组合信息，所述位置信息为根据组合导航方式确定的第一位置信息或第二位置信息；

所述无线通信模块，与数据融合单元连接，用于将载体的位置信息与污染物检测信息的组合信息通过无线方式发送；

所述远端的数据监测终端，用于接收移动载体发送的位置信息和污染物检测信息的组合信息，绘制空间中相应区域的污染物分布图并显示在终端上。

2.根据权利要求1所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，所述无线通信模块包括GPRS通信单元和北斗短报文通信单元，所述中央数据处理器还包括通信方式选择单元，所述通信方式选择单元分别与所述数据融合单元、GPRS通信单元和北斗短报文通信单元连接，用于检测GPRS信号，并根据检测结果选择采用GPRS或北斗短报文方式发送数据融合单元输出的组合信息。

3.根据权利要求1所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，所述INS导航模块包括3个单轴的加速度计和3个单轴的陀螺仪。

4.根据权利要求1所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，所述WSN导航模块通过ZigBee或WIFI与其他移动载体上的WSN导航模块通信。

5.根据权利要求1所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，所述有害物质检测模块为可检测单一有害物质的传感器、可检测多种有害物质的传感器或者多种传感器的组合构成。

6.根据权利要求1所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位系统，其特征在于，所述移动载体为包括车辆、船舶、飞机、智能机器人在内的任意可控制位置移动的载体。

7.一种用于室内和室外的可移动有害物质检测定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)通过移动载体上的INS/WSN/BDS组合导航系统获得移动载体的位置信息，具体为：当有WSN信号时，采用INS/WSN组合导航方式，通过扩展卡尔曼滤波器对INS导航获得的绝对导航数据和WSN导航获得的相对导航数据进行处理，获得移动载体的位置信息；否则采用INS/BDS组合导航方式，通过不敏卡尔曼滤波器对INS导航获得的绝对导航数据和BDS导航获得的相对导航数据进行处理，获得移动载体的位置信息；

(2)通过移动载体上的有害物质检测传感器获得移动载体所在位置的污染物检测信息；

(3)将步骤(1)中得到的位置信息和步骤(2)中得到的污染物检测信息组合起来通过无线方式发送至远端的数据监测终端；

(4)数据监测终端根据接收到的移动载体发送的位置信息和污染物检测信息，绘制空间中相应区域的污染物分布图并显示在终端上。

8.根据权利要求7所述的用于室内和室外的可移动有害物质检测定位方法，其特征在于，所述步骤(3)中的无线方式为GPRS通信和北斗短报文通信，当有GPRS信号时，采用GPRS通信，否则采用北斗短报文通信。