[发明专利]一种高精度定位的商场导购系统及其应用方法

权利要求书

1.一种高精度定位的商场导购系统，其特征在于，包括：设备端、基站端、服务器端和客户端；

所述设备端由行进人员持有，所述设备端包括定位标签、定位设备和主控模块；

所述定位标签向所述基站端发出UWB信号；

所述定位设备包括惯性传感器模块、微控制单元和通讯模块，所述惯性传感器模块采集行进人员的运动数据并传递给所述微控制单元，所述微控制单元利用所述惯性传感器模块采集的运动数据和PDR推理推算行进人员的位置坐标，所述通讯模块将所述微控制单元推算的位置坐标发送至所述服务器端；

所述基站端包括定位基站，所述定位基站部署于商场各个入口和各个电梯口，所述定位基站用于扫描所述定位标签，并通过TDOA算法计算所述设备端的位置坐标，所述定位基站与所述服务器端相通信；

所述客户端至少包括定位软件，所述定位软件以三维立体图的形态展示商场内部构造，用于标识所述定位基站所在的位置以及显示所述设备端所在的实时位置；

所述服务器端包括定位服务器，所述定位服务器接收所述定位基站发送的位置坐标并下发至所述定位设备用于消除误差，所述定位服务器与所述通讯模块通信连接；

所述定位设备还包括第一接收单元、记忆模块和ID模块，所述第一接收单元用于接收所述设备端的起始位置坐标，所述记忆模块将所述设备端的起始位置坐标储存并将其作为PDR推理的起始推算点，所述ID模块用于对所述定位设备设置唯一的ID编号；

所述定位设备还包括第二接收模块和校准模块，所述第二接收模块接收所述定位服务器发送的所述定位基站计算出的位置坐标并传递给所述校准模块，所述校准模块对当前的起始推算点进行校准，消除累计误差；

所述定位基站包括识别单元、上传单元、计算单元，所述识别单元用于扫描所述定位标签，所述计算单元接收所述定位标签发出的UWB信号，并采用TDOA定位算法对所述定位设备进行位置分析，给出所述设备端的起始位置坐标，所述上传单元将所述设备端的起始位置坐标发送至所述定位服务器；

所述惯性传感器模块上设置有惯性测量传感器，所述惯性测量传感器包括加速度传感器、陀螺仪和磁力计；

所述定位服务器包括第二接收模块、第三接收模块和存储模块，所述第二接收模块用于与所述定位基站通信连接，所述第三接收模块与所述设备端的所述通讯模块通信连接，所述存储模块用于暂存整理所述定位基站和所述惯性传感器模块发送的数据；

所述定位软件包括展示模块、显示模块、查询模块和第四接收模块，所述展示模块利用三维立体图的形式展示商场内部，所述查询模块向所述定位服务器发出定位查询指令，所述定位服务器接收定位查询指令后获取对应所述定位设备的实时位置坐标，所述第四接收模块接收所述定位服务器发送的实时位置坐标，所述显示模块将所述第四接收模块接收的实时位置坐标定位转换并显示在所述展示模块中三维立体图对应的位置上。

2.根据权利要求1所述的一种高精度定位的商场导购系统，其特征在于：所述设备端的载体包括带定位功能的购物车、购物篮、购物布袋、手环、手机和胸卡。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的一种高精度定位的商场导购系统的应用方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1.首先在商场的每个入口和每个电梯口均布置定位基站；

S2.建设并维护定位软件，利用三维制图软件绘制商场内部的立体图，并在立体图上标识出定位基站所在的位置；

S3.行进人员携带带有定位设备的载体首次进入商场入口处定位基站覆盖的范围内，定位标签向定位基站发射UWB波，定位基站扫描收到UWB波后采用TDOA定位算法对定位标签所处的位置进行分析，给定一个设备端的起始位置坐标，记作S0(N0，E0)，并将该起始位置坐标和ID编号发送至定位服务器，定位服务器将起始位置坐标发送至对应ID编号的设备端的定位设备上；

S4.行进人员继续行进离开定位基站的覆盖区域后，定位设备中的惯性传感器模块采集人员行进过程中的加速度、角速度、磁力和压力，并利用上述数据对行进人员进行步长与方向的推算，利用起始位置坐标作为起始推算点并根据推算公式，计算出任意时刻k的位置SK(NK，EK)；

S5.通讯模块将k时刻设备端所处的位置坐标SK(NK，EK)和自身的ID编号上传至定位服务器，定位软件上同步显示k时刻设备端处于三维立体图上的位置；

S6.用k时刻设备端所处的位置坐标SK(NK，EK)替换S0(N0，E0)作为下一时刻位置坐标计算的起始推算点并推算新的位置坐标，客户端上同步显示新时刻设备端处于三维立体图上的位置；

S7.若行进人员持设备端在行进过程中进入另一个定位基站所覆盖的范围后，定位基站会重新计算出该设备端的位置坐标Sn(Nn，En)，定位基站将坐标Sn(Nn，En)和该设备端。