[发明专利]一种室内外定位方法及定位系统、定位用脚环

权利要求书

1.一种室内外定位方法，其包括以下步骤：

（1）穿戴定位用脚环在脚踝上；所述定位用脚环上设置有无线电收发模块、超声波收发 模块及双磁罗盘；

（2）基于超声波收发模块和无线电收发模块进行TDOA测距，获得行走周期内两脚之间 的实时距离；

（3）基于双磁罗盘进行航向角检测；

（4）基于步骤（2）、（3）获得行人航迹的步幅和运算航向角；

（5）将步骤（4）的步幅和运算航向角代入行人航迹推算的计算公式即北向坐标： ，东向坐标：，即当前行人位置坐标；其 中，表示行人的初始位置，i表示第i个行走周期，n表示行走n个行走周期。

2.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，所述定位用脚环包括左脚环和 右脚环；所述左脚环作为信号发送端，包括第一主控制器，与所述第一主控制器连接的无线 电发射模块、超声波发射模块、第一磁罗盘，所述第一主控制器主要用于控制各模块及负责 同时发送无线电信号和超声波信号，所述第一磁罗盘与所述无线电发射模块相互垂直设 置；所述右脚环作为信号接收处理端，包括第二主控制器，与所述第二主控制器连接的无线 电接收模块、超声波接收模块、第二磁罗盘及无线通信模块，所述第二主控制器主要用于控 制各模块及负责接收无线电信号和超声波信号、处理信号并计算获得行人航迹的行人位置 坐标，所述第二磁罗盘与所述无线电接收模块相互垂直设置。

3.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述超声波收发 模块朝向两脚内侧，双磁罗盘朝向人行走的正前方。

4.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，所述无线电发射模块设置在所 述第一环状承载体的弧形顶部处，所述超声波发射模块靠近所述无线电发射模块；所述无 线电接收模块设置在所述第二环状承载体的弧形顶部处，所述超声波接收模块靠近所述无 线电接收模块。

5.根据权利要求2至4任一所述的室内外定位方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述无 线电发射模块和无线电接收模块在穿戴时要相互对准。

6.根据权利要求2至4任一所述的室内外定位方法，其特征在于，所述超声波收发模块 的水平面收发角度为100~180°，竖直面收发角度为100~180°。

7.根据权利要求2至4任一所述的室内外定位方法，其特征在于，所述超声波收发模块 为一组超声波收发模块或多组超声波收发模块。

8.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，步骤（4）具体包括：根据测得行 走周期内的实时两脚间距获得步幅变化曲线，该步幅变化曲线由正弦波和方波交替组成； 取正弦波的峰值作为当前行走周期行人航迹的步幅，且取正弦波峰值时刻对应的航向角 作为运算航向角。

9.一种室内外定位系统，其包括：其包括智能终端、与智能终端通信连接的定位用脚 环，所述定位用脚环包括左脚环和右脚环；所述左脚环作为信号发送端，包括第一主控制 器，与所述第一主控制器连接的无线电发射模块、超声波发射模块、第一磁罗盘，所述第一 主控制器主要用于控制各模块及负责同时发送无线电信号和超声波信号，所述第一磁罗盘 与所述无线电发射模块相互垂直设置；所述右脚环作为信号接收处理端，包括第二主控制 器，与所述第二主控制器连接的无线电接收模块、超声波接收模块、第二磁罗盘及无线通信 模块，所述第二主控制器主要用于控制各模块及负责接收无线电信号和超声波信号、处理 信号并计算获得行人航迹的行人位置坐标，所述第二磁罗盘与所述无线电接收模块相互垂 直设置。

10.一种定位脚环，其特征在于，包括左脚环和右脚环；所述左脚环作为信号发送端，包 括第一主控制器，与所述第一主控制器连接的无线电发射模块、超声波发射模块、第一磁罗 盘，所述第一主控制器主要用于控制各模块及负责同时发送无线电信号和超声波信号，所 述第一磁罗盘与所述无线电发射模块相互垂直设置；所述右脚环作为信号接收处理端，包 括第二主控制器，与所述第二主控制器连接的无线电接收模块、超声波接收模块、第二磁罗 盘及无线通信模块，所述第二主控制器主要用于控制各模块及负责接收无线电信号和超声 波信号、处理信号并计算获得行人航迹的行人位置坐标，所述第二磁罗盘与所述无线电接 收模块相互垂直设置。