[发明专利]一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统

权利要求书

1.一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，包括：惯性测量单元(1)、超高频RFID读卡器(2)、超高频RFID无源标签(3)、CPU及外围电路(4)，所述惯性测量单元(1)中集成了三轴陀螺仪(5)、三轴加速度计(6)、三轴磁力计(7)及气压计(8)，分别用于获取行人角速度、行人加速度、环境磁场强度、大气压强，所述超高频RFID读卡器(2)包括超高频读写模块(9)和超高频陶瓷天线(10)，用于超高频RFID无源标签(3)中的数据。所述惯性测量单元(1)、超高频RFID读卡器(2)、CPU及外围电路(4)集成为一个佩戴于行人后腰部的含超高频RFID读卡器的惯性定位装置(11)，将定位系统所需的标定数据写入超高频RFID无源标签(3)，按照结合建筑物结构信息的标签放置策略放置超高频RFID无源标签(3)，当行人在后腰部携带含超高频RFID读卡器(2)的惯性定位装置经过超高频RFID无源标签(3)时，超高频RFID读卡器能够将超高频RFID无源标签中的标定数据(15)读取，并按照结合RFID标定的PDR行人航迹推算算法补偿惯性定位系统的误差，所述CPU及外围电路(4)实现惯性定位装置(11)的传感器数据采集、运算和供能。

2.根据权利要求1所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述超高频读写模块(9)读写频率为840～928MHz。

3.根据权利要求1所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述超高频RFID无源标签(3)的读写频率为920～925MHz。

4.根据权利要求1-3之一所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述标定数据分为三类：航向标定数据、位置\高度标定数据、步长估算系数标定数据。

5.根据权利要求1-3之一所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述结合RFID标定的PDR行人航迹推算算法补偿惯性定位系统的误差，具体包括：

A：使用航向标定数据修正由三轴陀螺仪(5)和三轴磁力计(7)实时解算的航向；

B：使用位置标定数据修正由PDR算法解算出的位置数据，并参与后续位置解算；

C：使用高度标定数据修正由大气压解算得到的高度数据，并参与后续高度解算；

D：使用步长估算系数标定数据修改PDR算法中的步长估算模型系数。

6.根据权利要求1-3之一所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述读取RFID无源标签(3)中的标定数据是指超高频RFID读写模块(9)将标签中USER数据读取后通过串口传输到CPU。

7.根据权利要求1-3之一所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，所述结合建筑物结构信息的标签布置策略具体包括：以行人出发点O为原点，以行人行径方向为x轴，垂直于行人行径方向为y轴，平行于行人身体方向为z轴，建立直角坐标系，行人初始行径方向的航向角为根据行人行走规律，行人在走廊中行径时，航向一般沿走廊方向或者逆走廊方向，结合楼体结构，行人在走廊AB、BC、CD、DA行走时的航向角根据初始航向推算出来，如公式(1)所示：

将航向标定标签放置在走廊中，当行人从航向定位标签通过时，根据初始航向推算出行人当前的准确航向，该类标签的放置都选择垂直或者平行于初始航向的走廊上。

8.根据权利要求7所述的一种结合RFID标定的自主行人惯性定位系统，其特征在于，在走廊中，放置航向标定标签或放置位置标定标签，以出发点为原点，通过实地测量，获得某一点的准确坐标，如B点坐标值为(x_B,y_B)，将该坐标值写入标签中，当行人途径B点时，读卡器将该标定坐标读取，用以对位置进行标定。