一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和城市化的快速推進(jìn)，定位與導(dǎo)航技術(shù)在人們生活中變得越發(fā)重要，人們對(duì)定位產(chǎn)品、功能和服務(wù)的需求加大，從而催生了龐大的市場(chǎng)。導(dǎo)航與定位的概念也逐漸融入到人們?nèi)粘Ｉ钪械母鞣N設(shè)備，為不同類型的用戶提供著地理信息服務(wù)。由于城市的變化突飛猛進(jìn)，且大型建筑物內(nèi)部的結(jié)構(gòu)緊湊密集，當(dāng)人們處在一個(gè)陌生的環(huán)境中時(shí)，對(duì)于位置信息經(jīng)常感覺(jué)手足無(wú)措。因此，每個(gè)人都需要定位與導(dǎo)航，有效的導(dǎo)航可以幫助人們快速達(dá)到目的。目前，導(dǎo)航技術(shù)基本上都是基于GPS(Global Posit1nSystem，全球定位技術(shù))，但是GPS定位在室外精度高，在室內(nèi)定位精度就大大下降了。行人導(dǎo)航是近些年興起的一種導(dǎo)航技術(shù)，該系統(tǒng)是采用基于MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))慣性傳感器件的捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，而慣性器件最大的優(yōu)點(diǎn)是不易受外界環(huán)境因素的干擾，可以在封閉的無(wú)射頻信號(hào)的室內(nèi)里滿足定位技術(shù)的要求。將捷聯(lián)導(dǎo)航器件固定在鞋子上對(duì)行人進(jìn)行定位，但是干擾大、誤差積累大且定位精度不高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型主要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，用于對(duì)室內(nèi)行人進(jìn)行定位，抗干擾性強(qiáng)，具備誤差補(bǔ)償能力，定位精度高。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，包括慣性傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器Π、超聲波傳感器m、數(shù)字信號(hào)處理器、時(shí)鐘芯片、指示燈、通用異步收發(fā)傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，用于對(duì)室內(nèi)行人進(jìn)行定位，抗干擾性強(qiáng)，具備誤差補(bǔ)償能力，定位精度高。
[0005]模數(shù)轉(zhuǎn)換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，慣性傳感器用于測(cè)量被測(cè)物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的變化輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬化電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)輸出，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出被測(cè)物體的速度和位置信息。超聲波傳感器I與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器I用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Π與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器Π用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器m與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器m用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。時(shí)鐘芯片與數(shù)字信號(hào)處理器相連，時(shí)鐘芯片為數(shù)字信號(hào)處理器提供時(shí)鐘頻率信號(hào)。指示燈與數(shù)字信號(hào)處理器相連，指示燈用于顯示數(shù)字信號(hào)處理器工作狀態(tài)。通用異步收發(fā)傳輸器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)傳輸器用于擴(kuò)展數(shù)字信號(hào)處理器的接口。WiFi模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，WiFi模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供近距離無(wú)線通信能力。GPRS模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，GPRS模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供遠(yuǎn)距離無(wú)線通信能力。
[0006]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)所述的慣性傳感器選用亞德諾半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的慣性傳感器，其型號(hào)為ADIS16448。
[0007]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)所述的超聲波傳感器1、超聲波傳感器Π和超聲波傳感器m都選用深圳導(dǎo)向機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的超聲波傳感器，其型號(hào)為KS103。
[0008]作為本方案的進(jìn)一步優(yōu)化，本實(shí)用新型一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)所述的數(shù)字信號(hào)處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器，其型號(hào)為TMS320F2808PZA。
[0009]本實(shí)用新型一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的有益效果為:
[00? O] a.用于室內(nèi)定位，彌補(bǔ)了GPS定位的不足；
[0011]b.定位精度高。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本實(shí)用新型一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]在圖1中，本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，包括慣性傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器π、超聲波傳感器m、數(shù)字信號(hào)處理器、時(shí)鐘芯片、指示燈、通用異步收發(fā)傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，用于對(duì)室內(nèi)行人進(jìn)行定位，抗干擾性強(qiáng)，具備誤差補(bǔ)償能力，定位精度高。
[0014]模數(shù)轉(zhuǎn)換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，慣性傳感器用于測(cè)量被測(cè)物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的變化輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬化電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)輸出，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出被測(cè)物體的速度和位置信息。處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器，其型號(hào)為TMS320F2808PZA。慣性傳感器選用亞德諾半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的慣性傳感器，其型號(hào)為ADIS16448。慣性傳感器綁在行人鞋面上。該型慣性傳感器內(nèi)集成了三軸角加速度傳感器和三軸陀螺儀，測(cè)得的角速度和角加速度經(jīng)過(guò)處理器處理后得出行人腳步的速度和位置信息。但是隨著走動(dòng)，測(cè)量誤差逐漸積累，精度慢慢降低。利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集，提高了信號(hào)的采集速率，進(jìn)而提高系統(tǒng)反應(yīng)速度。
[0015]超聲波傳感器I與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器I用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Π與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器Π用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器m與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器m用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器I安裝在鞋后跟，超聲波傳感器Π安裝在鞋中間，超聲波傳感器m安裝在鞋前端，且超聲波傳感器1、超聲波傳感器π和超聲波傳感器m位于同一水平面。人行走時(shí)在腳底完全接地時(shí)，超聲波傳感器1、超聲波傳感器π和超聲波傳感器m測(cè)得的三點(diǎn)離地距離相等，以此點(diǎn)為速度零點(diǎn)，在此點(diǎn)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)慣性傳感器的積累誤差進(jìn)行修正和消除，在速度為零時(shí)數(shù)字信號(hào)輸出速度和位置信息，輸出信息為消除了誤差的信息，精度高。超聲波傳感器1、超聲波傳感器π和超聲波傳感器m都選用深圳導(dǎo)向機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的超聲波傳感器，其型號(hào)為KS103，該型超聲波傳感器測(cè)量范圍在ICM以上，且具備噪音濾波和溫漂補(bǔ)償功能，抗干擾性強(qiáng)，測(cè)量精度高。
[0016]時(shí)鐘芯片與數(shù)字信號(hào)處理器相連，時(shí)鐘芯片為數(shù)字信號(hào)處理器提供時(shí)鐘頻率信號(hào)。時(shí)鐘芯片為數(shù)字信號(hào)處理器提供精確的外部時(shí)鐘，提升信號(hào)處理穩(wěn)定性。
[0017]指示燈與數(shù)字信號(hào)處理器相連，指示燈用于顯示數(shù)字信號(hào)處理器工作狀態(tài)。指示燈用于數(shù)字信號(hào)處理器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示。
[0018]通用異步收發(fā)傳輸器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)傳輸器用于擴(kuò)展數(shù)字信號(hào)處理器的接口。通用異步收發(fā)器上能連接GPS模塊，為系統(tǒng)的定位功能擴(kuò)展提供硬件連接通道。
[0019]WiFi模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，WiFi模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供近距離無(wú)線通信能力。利用WiFi模塊實(shí)現(xiàn)室內(nèi)WiFi網(wǎng)絡(luò)的通信，數(shù)字信號(hào)處理器處理結(jié)果通過(guò)WiFi模塊傳遞至PC端進(jìn)行顯示。
[0020]GPRS模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，GPRS模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供遠(yuǎn)距離無(wú)線通信能力，GPRS模塊將數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸至手機(jī)端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的無(wú)線遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。
[0021]當(dāng)然上述說(shuō)明并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，本實(shí)用新型也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，包括慣性傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器π、超聲波傳感器m、數(shù)字信號(hào)處理器、時(shí)鐘芯片、指示燈、通用異步收發(fā)傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，其特征在于:模數(shù)轉(zhuǎn)換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數(shù)字信號(hào)處理器相連，慣性傳感器用于測(cè)量被測(cè)物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的變化輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬化電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)輸出，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出被測(cè)物體的速度和位置信息;超聲波傳感器I與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器I用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離;超聲波傳感器Π與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器π用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離;超聲波傳感器m與數(shù)字信號(hào)處理器相連，超聲波傳感器m用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離；時(shí)鐘芯片與數(shù)字信號(hào)處理器相連，時(shí)鐘芯片為數(shù)字信號(hào)處理器提供時(shí)鐘頻率信號(hào)；指示燈與數(shù)字信號(hào)處理器相連，指示燈用于顯示數(shù)字信號(hào)處理器工作狀態(tài);通用異步收發(fā)傳輸器與數(shù)字信號(hào)處理器相連，通用異步收發(fā)傳輸器用于擴(kuò)展數(shù)字信號(hào)處理器的接口；WiFi模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，WiFi模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供近距離無(wú)線通信能力;GPRS模塊與數(shù)字信號(hào)處理器相連，GPRS模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供遠(yuǎn)距離無(wú)線通信能力。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述慣性傳感器選用亞德諾半導(dǎo)體有限公司生產(chǎn)的慣性傳感器，其型號(hào)為ADIS16448。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述超聲波傳感器1、超聲波傳感器Π和超聲波傳感器m都選用深圳導(dǎo)向機(jī)電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的超聲波傳感器，其型號(hào)為KS103。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)字信號(hào)處理器選用德州儀器有限公司生產(chǎn)的數(shù)字信號(hào)處理器，其型號(hào)為TMS320F2808PZA。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種導(dǎo)航系統(tǒng)，更具體地說(shuō)涉及一種室內(nèi)定位與導(dǎo)航系統(tǒng)，用于對(duì)室內(nèi)行人進(jìn)行定位，抗干擾性強(qiáng)，具備誤差補(bǔ)償能力，定位精度高。慣性傳感器用于測(cè)量被測(cè)物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測(cè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為電流信號(hào)的變化輸出，模數(shù)轉(zhuǎn)換器將模擬化電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字化信號(hào)輸出，數(shù)字信號(hào)處理器對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理得出被測(cè)物體的速度和位置信息。超聲波傳感器Ⅰ用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Ⅱ用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Ⅲ用于測(cè)量被測(cè)物體與地面間的垂直距離。WiFi模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供近距離無(wú)線通信能力。GPRS模塊為數(shù)字信號(hào)處理器提供遠(yuǎn)距離無(wú)線通信能力。
【IPC分類】G01C21/16
【公開(kāi)號(hào)】CN205228471
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521063633
【發(fā)明人】李想妮, 周景春
【申請(qǐng)人】李想妮
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年12月17日