[发明专利]一种基于ZigBee和惯导的室内定位方法

权利要求书

1.一种基于ZigBee和惯导的室内定位方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)在室内设置一个以上的终端设备和一个以上的路由器，一个以上的终端设备和一个以上的路由器置于ZigBee局域网中，当定位局域网中的用户手机时，协调器向ZigBee局域网发布启动信号，启动局域网内的一个以上的终端设备，用户手机设有ZigBee模块，ZigBee模块连接至ZigBee局域网中，一个以上的终端设备收集用户手机的信号强度，且利用距离用户手机最近的三个终端设备收集的手机的信号强度确定用户手机的位置信息，将该三个终端设备收集的手机的信号强度分别代入公式(1)中，计算出三个终端设备分别到手机的距离d₁、d₂和d₃；

RSSI＝-(A+10nlgd) (1)

其中，RSSI为终端设备收集用户手机的强度，A表示终端设备距离用户手机1m处时，终端设备收集的用户手机的信号强度，n表示信号路径损耗常数，d表示终端设备到用户手机的距离；

(2)通过三边定位法求用户手机的具体位置坐标，设距离用户手机的三个终端设备的坐标分别为(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)，设用户手机的坐标为(x,y)，则三个终端设备到用户手机的距离d₁、d₂和d₃由以下欧拉公式表示为：

其中，d₁、d₂和d₃由步骤(1)求得，且(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)为已知坐标，则通过公式(2)求出用户手机的坐标为(x,y)，确定用户手机的位置，用户手机的位置信息通过一个以上的路由器、协调器输送至卡尔曼滤波器中；

(3)用户手机设有陀螺仪和加速器，通过用户手机的陀螺仪和加速器测得用户手机的方向角度和加速度，并将测得的角度和加速度输入微型处理器中，微型处理器将数据对时间进行积分，且将积分后的数据变换至导航坐标系中，得到用户手机的速度和位置信息，且用户手机的速度和位置信息输入至卡尔曼滤波器中；

(4)卡尔曼滤波器对步骤(2)得到的手机的位置数据与步骤(3)得到的手机的速度和位置数据进行数据融合，形成组合融合导航系统，得到融合后的定位数据，并将定位数据发送至PC机中，PC机将定位数据再发送至用户手机客户端。

2.根据权利要求1所述的基于ZigBee和惯导的室内定位方法，其特征在于：所述步骤(1)中，n的取值由环境确定，环境为自由空间时，n的取值为2，环境为平原时，n的取值为3，环境为丘陵时，n的取值为3.5，环境为效区、低处时，n的取值为4，环境为市区、高楼时，n的取值为4.5。

3.根据权利要求1所述的基于ZigBee和惯导的室内定位方法，其特征在于：所述步骤(3)用户手机的陀螺仪设有3个自由度。