[发明专利]一种室内定位方法及装置

说明书

本发明提供了一种室内定位方法，人员佩戴装有GNSS定位模块的装置，通过装置上安装的加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和精度气压计分别采集加速度矢量、角速度矢量、地磁矢量和气压值；根据计算出的步长和航向角，计算出最后一步的位置坐标；同时本发明提出一种室内定位装置，包括GNSS定位模块、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪传感器、三轴磁力传感器和处理器。本发明通过加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和高精度气压计分别采集加速度矢量、角速度矢量、地磁矢量和气压值，然后通过采集到的加速度矢量、角速度矢量、磁力方向矢量和气压值进行计算处理从而得到位置坐标和楼层，从而确定人员的楼层位置。

技术领域

本发明涉及位置定位领域，具体涉及一种室内定位方法及装置。

背景技术

消防员在火灾现场进行救火/救援工作，工人在隧道施工，对人员在作业区域的定位有助于加强对人员的人身安全保护，一旦出现险情导致人员受伤、受困时，掌握人员的位置将极大地帮助救援人员开展救援工作，在此基础上，结合建筑的室内平面结构，可以实现室内导航功能，对消防救援等应用场景有非常重要的意义。

现有的室内定位技术主要包括超宽带(UWB)、蓝牙、超声波、5G、超声波、RFID等。

超宽带(UWB)、蓝牙、超声波、5G这些技术的基础都是三角定位原理，通过采集无线电波或超声波在发射和反射接收的时差来计算距离，然后根据多个基站到被定位目标的距离来计算目标的位置。这类技术的优点是能够提供较高的定位精度，缺点是需要提前部署基站装置，并且定位目标需要携带与基站交互的终端。

5G基站虽然通常由运营商部署，但5G在室内的覆盖通常也需要在室内部署基站。由于建筑发生火灾的时候通常会第一时间切断电源，这将导致5G基站无法工作，也就无法提供定位能力。

RFID方案一般有两种工作方式，一是在室内间隔一定距离部署RFID读卡机具，持续发射射频信号，当携带RFID标签的人员从机具射频范围经过时，机具可读取RFID标签，从而标记该人员的位置；另一种方式是在室内间隔一定距离部署RFID标签，然后由人员携带RFID机具在RFID标签处打卡，从而对人员进行定位。RFID方案在建筑工地应用比较广泛，但仍然需要提前进行装置的安装部署。

以上室内定位技术都需要预先部署相关装置，这一限制对于一些应用场景是无法接受的。典型的场景是在消防领域，不可能预先部署定位装置。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有技术中所存在的上述不足而提供一种室内定位方法及装置可以对人员进行实时定位。

为实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：一种室内定位方法，包括以下步骤1)人员佩戴装有GNSS定位模块的装置，通过定位模块判断装置是否进入室内；

2)当装置进入室内，通过装置上安装的加速度传感器、陀螺仪、磁力传感器和精度气压计分别采集加速度矢量、角速度矢量、地磁矢量和气压值；

3)根据加速度的变化曲线识别人员跨步；

4)根据加速度矢量、角速度矢量、磁力方向矢量进行融合滤波，计算得到装置坐标到世界坐标的变换矩阵以及航向角；

5)利用变换矩阵将加速度矢量分解为纵向、垂直方向以及横向的加速度；

6)利用纵向加速度的幅值以及上一次跨步的步频，计算出步长；

7)根据计算出的步长和航向角，计算出最后一步的位置坐标；

8)将位置坐标以及气压值通过网络发送到后台系统；

9)后台系统根据气压值的变化判断人员是否存在上下楼的动作，并根据气压差计算人员所在楼层；

10)后台系统根据楼层和位置坐标对人员最终定位。