[发明专利]一种高精度定位的商场导购系统及其应用方法

说明书

本发明公开了一种高精度定位的商场导购系统，包括：设备端、基站端、服务器端和客户端；设备端由行进人员持有，设备端包括定位标签、定位设备和主控模块；定位标签向基站端发出UWB信号；定位设备包括惯性传感器模块、微控制单元和通讯模块；基站端包括定位基站，定位基站部署于商场各个入口和各个电梯口；客户端至少包括定位软件；服务器端包括定位服务器。还公开了一种高精度定位的商场导购系统的应用方法；采用以PDR推理为主，UWB定位技术为辅的融合定位方案，能够有效改善PDR技术累计误差的问题，提高定位精度，并且大大降低UWB定位的定位基站布设的高成本，能够准确的提供商场导购的定位信息。

技术领域

本发明属于室内定位技术领域，具体涉及一种高精度定位的商场导购系统及其应用方法。

背景技术

随着社会的进步，大型商场、室内会展中心、大型娱乐场所不断涌现，人们对室内位置服务的需求也日益增强，近年来室内蓝牙定位和wifi定位被广泛的应用在商场导购、停车场等地方，但对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性差，受噪声信号干扰较大，定位精度在5-10米左右，wifi定位进行测算时仅仅依赖于哪个wifi接入点最近，而不是依赖于合成的信号强度图，在楼层上定位很容易出错。

商场内部环境复杂多变，现有室内定位技术尚未达到较高的精度，步行者航位推算方法(PDR)为通过移动终端的传感器对步行者行走的步数、步长、方向进行测量和统计，但是由于受到步长不一致、传感器采集方向有误差等因素影响，PDR推算技术推理出的位置存在一定的误差，并且存在累积误差，不适合长期使用；UWB(超宽带)定位是一种基于TOF(Time Of Flight)原理的定位方式，它通过对急剧变化的脉冲进行直接调制，使信号具有GHz量级的宽带，但需要在场馆内建设多个基站，铺设成本较高。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种高精度定位的商场导购系统及其应用方法的技术方案，采用以PDR推理为主，UWB定位技术为辅的融合定位方案，能够有效改善PDR技术累计误差的问题，提高定位精度，并且大大降低UWB定位的定位基站布设的高成本，能够准确的提供商场导购的定位信息。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

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；基站端能够为惯性传感器模块提供以及更新起始位置坐标，能够将惯性传感器模块中PDR推理中的累计误差清零，从而提高定位精度；设备端能够采集行进人员数据，对行进人员进行定位；客户端用于客户对设备端的定位信息进行查看；

设备端由行进人员持有，设备端包括定位标签、定位设备和主控模块；

定位标签向基站端发出UWB信号；

定位设备包括惯性传感器模块、微控制单元和通讯模块，惯性传感器模块采集行进人员的运动数据并传递给微控制单元，微控制单元利用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，通讯模块将微控制单元推算的位置坐标发送至服务器端；定位设备依靠PDR推理自主推算路径；

基站端包括定位基站，定位基站部署于商场各个入口和各个电梯口，定位基站用于扫描定位标签，并通过TDOA算法计算设备端的位置坐标，定位基站与服务器端相通信；定位基站采用TDOA算法对定位标签进行位置分析，由于本申请中以惯性传感器模块的PDR推理为主导，定位基站只是在行进人员经过时为PDR推理重新提供起始位置坐标服务，大大减少商场中定位基站的布设数量，节约了成本；

客户端至少包括定位软件，定位软件以三维立体图的形态展示商场内部构造，用于标识定位基站所在的位置以及显示设备端所在的实时位置；行进人员可通过定位软件随时查看自己的定位信息，三维立体图的直观展示使行进人员的位置信息更加具象；

服务器端包括定位服务器，定位服务器接收定位基站发送的位置坐标并下发至定位设备用于消除误差，定位服务器与通讯模块通信连接。