[发明专利]一种利用声信号与惯性导航融合的室内定位系统及定位方法

摘要

本发明公开一种利用声信号与惯性导航融合的室内定位系统及定位方法，该系统包括智能移动终端、信标节点、局域网及服务器，定位方法分为声信号定位和惯性导航定位，其中声信号定位为通过到达时间差算法获得声信号定位信息，惯性导航定位为通过智能移动终端自带的加速度计、陀螺仪和电子罗盘，获得惯性导航定位信息，并通过异步信息融合算法将声信号定位信息和惯性导航定位信息进行数据融合，进而输出准确的导航定位结果。本发明将声信号定位和惯性导航定位相融合，实现优势互补，一方面利用声信号定位消除了惯性导航定位的累积误差，另一方面弥补了声信号定位由于遮挡情况导致定位信息造成严重误差的缺陷，定位精度高，更好地满足用户定位需求。

主权项

一种利用声信号与惯性导航融合的室内定位系统，其特征在于，所述系统包括智能移动终端、信标节点、服务器以及局域网，其中：所述的智能移动终端上安装有用户端定位软件，该软件包括惯性导航模块、声信号定位模块及定位信息融合模块；所述的惯性导航模块通过对用户进行步伐检测、步长估计、运动方向估计及运动速度估计来获得惯性导航定位信息；所述的声信号定位模块通过智能移动终端自带的扬声器，发射调制声信号，并接收来自局域网的声信号定位信息；所述的定位信息融合模块用于对所述的惯性导航定位信息和声信号定位信息进行异步信息融合，获得更加准确的定位信息。所述的信标节点数量至少为3个，所述的信标节点包括麦克风、微处理器、A/D芯片、SD卡、无线通信模块及电源模块，用于监测和采集所述的智能移动终端发出的调制声信号，对该调制声信号进行到达时刻估计，并将估计结果通过局域网传输至服务器。所述的局域网用于传输系统运行指令、各信标节点到达时刻估计结果及声信号定位信息。所述的服务器安装上位机软件，通过发出系统运行指令控制系统运行，并接收来自各信标节点的到达时刻估计结果，进而计算到达时间差，并利用基于最小二乘的到达时间差定位算法，获得声信号定位信息，并通过局域网将所述的声信号定位信息传送至用户智能移动终端。