[发明专利]一种运用数字全息技术的惯性导航系统及方法

说明书

本发明公开了一种运用数字全息技术的惯性导航系统及方法，该系统包括：传感器模块、通信模块和数字全息模块，传感器模块通过通信模块与数字全息模块相连，传感器模块包括第一传感单元、第二传感单元、第三传感单元、第四传感单元、第五传感单元、第六传感单元、第七传感单元、第八传感单元和第九传感单元，分别佩戴于使用者的左手腕、右手腕、左手肘、右手肘、左膝盖、右膝盖、左脚腕、右脚腕和腰部正中上，数字全息模块包括主机和投影设备，第九传感单元与主机通过通信模块连接。本发明基于惯性导航系统克服了传统卫星定位系统室内卫星信号易受干扰的缺陷，能够不依靠外部信息获取较为精确的导航数据，并且能实时反映佩戴者的运动状态，适用于地形复杂，障碍物多的消防场景。

技术领域

本发明涉及惯性导航和全息投影领域，尤其是一种运用数字全息技术的惯性导航系统及方法。

背景技术

单兵导航系统适用于消防，抢险救灾等场景，尤其在室内失火后，救援行动工作难以进行的场合。需要一种单兵导航系统，能够在紧急救援，目标追踪等突发情况下，为消防员提供高级别的安全保障。

传统的卫星定位系统，由于室内墙体障碍物的影响，卫星信号极易受到干扰，所以卫星定位系统无法准确地获知消防员的可靠位置。后来人们开发出了惯性导航系统，由于惯性导航系统不依赖于外部信息，也不向外部辐射能量，完全以牛顿力学为基础通过测量载体在惯性参考系的加速度，方向角等传感参数，积分得到导航坐标系中的速度，方向角，位置，姿态等信息，因此惯性导航系统成为了室内消防定位的首选。然而惯性导航系统只能提供消防员的速度，位置，方向等信息，不能准确反映消防员的人体运动状态，无法更好地掌握消防官兵的室内救援情况。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种运用数字全息技术的惯性导航系统及方法，该系统可以解决导航信息与人体运动状态脱节的问题。

技术方案：本发明所述的运用数字全息技术的惯性导航系统，该系统包括：传感器模块、通信模块和数字全息模块，所述传感器模块通过通信模块与所述数字全息模块相连，所述传感器模块包括第一传感单元、第二传感单元、第三传感单元、第四传感单元、第五传感单元、第六传感单元、第七传感单元、第八传感单元和第九传感单元，分别佩戴于使用者的左手腕、右手腕、左手肘、右手肘、左膝盖、右膝盖、左脚腕、右脚腕和腰部正中上，所述数字全息模块包括主机和投影设备，所述第九传感单元与主机通过所述通信模块连接，所述主机和投影设备连接。

进一步的，包括：

所述第一传感单元包括依次连接的第一惯性传感器，第一卡尔曼滤波器，第一ARM控制器和第一蓝牙收发器；所述第二传感单元包括依次连接的第二惯性传感器，第二卡尔曼滤波器，第二ARM控制器和第二蓝牙收发器；所述第三传感单元包括依次连接的第三惯性传感器，第三卡尔曼滤波器，第三ARM控制器和第三蓝牙收发器；所述第四传感单元包括依次连接的第四惯性传感器，第四卡尔曼滤波器，第四ARM控制器和第四蓝牙收发器；所述第五传感单元包括依次连接的第五惯性传感器，第五卡尔曼滤波器，第五ARM控制器和第五蓝牙收发器；所述第六传感单元包括依次连接的第六惯性传感器，第六卡尔曼滤波器，第六ARM控制器和第六蓝牙收发器；所述第七传感单元包括依次连接的第七惯性传感器，第七卡尔曼滤波器，第七ARM控制器和第七蓝牙收发器；所述第八传感单元包括依次连接的第八惯性传感器，第八卡尔曼滤波器，第八ARM控制器和第八蓝牙收发器，所述第九传感单元包括依次连接的第九惯性传感器，第九卡尔曼滤波器，第九ARM控制器和第九蓝牙收发器，所述第九传感单元还包括无线通讯单元，所述无线通讯单元与所述第九ARM控制器连接。

进一步的，包括：

所述第一惯性传感器，第二惯性传感器，第三惯性传感器，第四惯性传感器，第五惯性传感器，第六惯性传感器，第七惯性传感器，第八惯性传感器以及第九惯性传感器均采用九轴惯性传感器，所述九轴惯性传感器包括三轴陀螺仪，三轴地磁计，三轴加速度计。

进一步的，包括：