[实用新型]一种基于重力梯度辅助INS的室内以及信号盲区反向寻址装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及室内导航应用技术领域，具体涉及一种应用传感器实现室内及室外导航的反向寻址装置。

背景技术

随着现代社会的不断发展，大型建筑日益增多，人们在室内的活动时间也越来越长，据诺基亚公司的报告显示，人们87％-90％的时间都是在室内度过。但是由于室内空间结构越来越庞大和复杂，人们在室内离开某地点后无法快速、顺利的返回原地点，如车主在停车场反向寻车、大人在商场离开后返回寻找某特定地点的孩子等变得越来越困难。此外，与室内相类似的是当人到了GPS、WIFI 等定位信号的盲区如野外偏僻地区等，反向寻址、寻物也变得极其困难。为了满足社会需求，这一现状急需得到解决。

针对这一现象，很多应用于室内定位的技术也相应产生，如红外线、WIFI等，但是这些技术的缺点是需要依靠外界设备，实施成本较大，且由于定位信号强度会随距离而衰减，使得定位精度变低。同样，在野外偏远地区常利用GPS定位，但是该技术一旦到达信号接收的盲区，导航定位精度就不高，甚至无法定位。

而该系统综合考虑了现有技术的缺陷，首先，该系统采用的硬件是惯性传感器，可实现自主无源导航，无需借助外界设备，不用担心定位信号的接收问题；其次，为了提高系统整体定位精度，本系统借助重力梯度算法即卡尔曼滤波算法对结果进行修正，使得定位精度极高；最后，系统可以实现对使用者运动轨迹的三维绘制，轨迹图更加形象生动。总的来说，该系统将有更好的经济效益和实际价值。

发明内容

本实用新型旨在解决以上现有技术的问题。提出了一种提高定位精度、可实现自主无源导航，无需借助外界设备的基于重力梯度辅助INS的室内以及信号盲区反向寻址装置。本实用新型的技术方案如下：

一种基于重力梯度辅助INS的室内以及信号盲区反向寻址装置，其包括一可穿戴式移动定位终端，所述可穿戴式移动定位终端包括传感器模块、数据采集与后处理模块及供电模块，其中传感器模块有：三轴加速度计，用于测量佩戴者的水平移动距离；陀螺仪，用于测量所述可穿戴式移动定位终端的转动角度；磁力计，用于测量相对于地面的绝对偏转角度；气压计，用于测量可穿戴式移动定位终端在竖直方向上的移动高度；数据采集与后处理模块包括：控制中心，所述控制中心与三轴加速度计、三轴磁力计、三轴陀螺仪、气压计数据连接，用于生成所述可穿戴式移动定位终端相对于起始位置在三维空间内的移动轨迹；无线模块，所述无线模块与所述控制中心数据连接，所述无线模块还与显示装置相连，所述显示装置用以显示所述三维空间内的移动轨迹。

进一步的，所述可穿戴式移动定位终端为一块电路板，所述传感器模块、数据采集与后处理模块、供电模块均集成于所述电路板上。

进一步的，所述无线模块为蓝牙模块，即可以进行蓝牙传输，所述控制中心为MSP430单片机处理器。

进一步的，所述供电模块为额定电压为1.5V的干电池，用以给所述电路板供电。

进一步的，所述重力梯度辅助INS为卡尔曼滤波算法。

本实用新型的优点及有益效果如下：

本实用新型基于重力梯度辅助INS的室内以及信号盲区反向寻址装置，利用移动手持定位终端的加速度计、陀螺仪、磁力计、气压计测量出各种姿态信息，控制中心将上述测得的数据综合处理生成可穿戴式移动定位终端相对于初始位置在三维空间内的移动轨迹，并将所述三维空间内的移动轨迹通过无线模块发送至所述显示装置进行显示，以指引佩戴者迅速、便捷的回到起始位置。本系统定位精度高，稳定性好且不受GPS信号的影响，还可以实现三维空间内的运动轨迹绘制，有效解决了室内以及信号盲区反向寻址的难题，具有广泛的推广价值与应用前景。

附图说明

图1是本实用新型提供优选实施例基于重力梯度辅助INS的室内以及信号盲区反向寻址装置结构示意图。

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、详细地描述。所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：