一种室内定位与导航系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种导航系统，更具体地说涉及一种室内定位与导航系统。
【背景技术】
[0002]随着科学技术的快速发展和城市化的快速推进，定位与导航技术在人们生活中变得越发重要，人们对定位产品、功能和服务的需求加大，从而催生了庞大的市场。导航与定位的概念也逐渐融入到人们日常生活中的各种设备，为不同类型的用户提供着地理信息服务。由于城市的变化突飞猛进，且大型建筑物内部的结构紧凑密集，当人们处在一个陌生的环境中时，对于位置信息经常感觉手足无措。因此，每个人都需要定位与导航，有效的导航可以帮助人们快速达到目的。目前，导航技术基本上都是基于GPS(Global Posit1nSystem，全球定位技术)，但是GPS定位在室外精度高，在室内定位精度就大大下降了。行人导航是近些年兴起的一种导航技术，该系统是采用基于MEMS(微机电系统)惯性传感器件的捷联式惯性导航系统，而惯性器件最大的优点是不易受外界环境因素的干扰，可以在封闭的无射频信号的室内里满足定位技术的要求。将捷联导航器件固定在鞋子上对行人进行定位，但是干扰大、误差积累大且定位精度不高。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型主要解决的技术问题是:提供一种室内定位与导航系统，用于对室内行人进行定位，抗干扰性强，具备误差补偿能力，定位精度高。
[0004]为解决上述技术问题，本实用新型涉及一种导航系统，更具体地说涉及一种室内定位与导航系统，包括惯性传感器、模数转换器、超声波传感器1、超声波传感器Π、超声波传感器m、数字信号处理器、时钟芯片、指示灯、通用异步收发传输器、WiFi模块和GPRS模块，用于对室内行人进行定位，抗干扰性强，具备误差补偿能力，定位精度高。
[0005]模数转换器一端与惯性传感器相连，另一端与数字信号处理器相连，惯性传感器用于测量被测物体的三轴角速度和三轴角加速度并将所测数据转化为电流信号的变化输出，模数转换器将模拟化电流信号转换为数字化信号输出，数字信号处理器对接收的数据进行处理得出被测物体的速度和位置信息。超声波传感器I与数字信号处理器相连，超声波传感器I用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器Π与数字信号处理器相连，超声波传感器Π用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器m与数字信号处理器相连，超声波传感器m用于测量被测物体与地面间的垂直距离。时钟芯片与数字信号处理器相连，时钟芯片为数字信号处理器提供时钟频率信号。指示灯与数字信号处理器相连，指示灯用于显示数字信号处理器工作状态。通用异步收发传输器与数字信号处理器相连，通用异步收发传输器用于扩展数字信号处理器的接口。WiFi模块与数字信号处理器相连，WiFi模块为数字信号处理器提供近距离无线通信能力。GPRS模块与数字信号处理器相连，GPRS模块为数字信号处理器提供远距离无线通信能力。
[0006]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种室内定位与导航系统所述的惯性传感器选用亚德诺半导体有限公司生产的惯性传感器，其型号为ADIS16448。
[0007]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种室内定位与导航系统所述的超声波传感器1、超声波传感器Π和超声波传感器m都选用深圳导向机电技术有限公司生产的超声波传感器，其型号为KS103。
[0008]作为本方案的进一步优化，本实用新型一种室内定位与导航系统所述的数字信号处理器选用德州仪器有限公司生产的数字信号处理器，其型号为TMS320F2808PZA。
[0009]本实用新型一种室内定位与导航系统的有益效果为:
[00? O] a.用于室内定位，弥补了GPS定位的不足；
[0011]b.定位精度高。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型一种室内定位与导航系统的系统框图。
【具体实施方式】
[0013]在图1中，本实用新型涉及一种导航系统，更具体地说涉及一种室内定位与导航系统，包括惯性传感器、模数转换器、超声波传感器1、超声波传感器π、超声波传感器m、数字信号处理器、时钟芯片、指示灯、通用异步收发传输器、WiFi模块和GPRS模块，用于对室内行人进行定位，抗干扰性强，具备误差补偿能力，定位精度高。
[0014]模数转换器一端与惯性传感器相连，另一端与数字信号处理器相连，惯性传感器用于测量被测物体的三轴角速度和三轴角加速度并将所测数据转化为电流信号的变化输出，模数转换器将模拟化电流信号转换为数字化信号输出，数字信号处理器对接收的数据进行处理得出被测物体的速度和位置信息。处理器选用德州仪器有限公司生产的数字信号处理器，其型号为TMS320F2808PZA。惯性传感器选用亚德诺半导体有限公司生产的惯性传感器，其型号为ADIS16448。惯性传感器绑在行人鞋面上。该型惯性传感器内集成了三轴角加速度传感器和三轴陀螺仪，测得的角速度和角加速度经过处理器处理后得出行人脚步的速度和位置信息。但是随着走动，测量误差逐渐积累，精度慢慢降低。利用模数转换器对信号进行采集，提高了信号的采集速率，进而提高系统反应速度。
[0015]超声波传感器I与数字信号处理器相连，超声波传感器I用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器Π与数字信号处理器相连，超声波传感器Π用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器m与数字信号处理器相连，超声波传感器m用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器I安装在鞋后跟，超声波传感器Π安装在鞋中间，超声波传感器m安装在鞋前端，且超声波传感器1、超声波传感器π和超声波传感器m位于同一水平面。人行走时在脚底完全接地时，超声波传感器1、超声波传感器π和超声波传感器m测得的三点离地距离相等，以此点为速度零点，在此点时数字信号处理器对惯性传感器的积累误差进行修正和消除，在速度为零时数字信号输出速度和位置信息，输出信息为消除了误差的信息，精度高。超声波传感器1、超声波传感器π和超声波传感器m都选用深圳导向机电技术有限公司生产的超声波传感器，其型号为KS103，该型超声波传感器测量范围在ICM以上，且具备噪音滤波和温漂补偿功能，抗干扰性强，测量精度高。
[0016]时钟芯片与数字信号处理器相连，时钟芯片为数字信号处理器提供时钟频率信号。时钟芯片为数字信号处理器提供精确的外部时钟，提升信号处理稳定性。
[0017]指示灯与数字信号处理器相连，指示灯用于显示数字信号处理器工作状态。指示灯用于数字信号处理器的开关状态显示。
[0018]通用异步收发传输器与数字信号处理器相连，通用异步收发传输器用于扩展数字信号处理器的接口。通用异步收发器上能连接GPS模块，为系统的定位功能扩展提供硬件连接通道。
[0019]WiFi模块与数字信号处理器相连，WiFi模块为数字信号处理器提供近距离无线通信能力。利用WiFi模块实现室内WiFi网络的通信，数字信号处理器处理结果通过WiFi模块传递至PC端进行显示。
[0020]GPRS模块与数字信号处理器相连，GPRS模块为数字信号处理器提供远距离无线通信能力，GPRS模块将数字信号处理器内数据传输至手机端，实现数据的无线远程监测。
[0021]当然上述说明并非对本实用新型的限制，本实用新型也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种室内定位与导航系统，包括惯性传感器、模数转换器、超声波传感器1、超声波传感器π、超声波传感器m、数字信号处理器、时钟芯片、指示灯、通用异步收发传输器、WiFi模块和GPRS模块，其特征在于:模数转换器一端与惯性传感器相连，另一端与数字信号处理器相连，惯性传感器用于测量被测物体的三轴角速度和三轴角加速度并将所测数据转化为电流信号的变化输出，模数转换器将模拟化电流信号转换为数字化信号输出，数字信号处理器对接收的数据进行处理得出被测物体的速度和位置信息;超声波传感器I与数字信号处理器相连，超声波传感器I用于测量被测物体与地面间的垂直距离;超声波传感器Π与数字信号处理器相连，超声波传感器π用于测量被测物体与地面间的垂直距离;超声波传感器m与数字信号处理器相连，超声波传感器m用于测量被测物体与地面间的垂直距离；时钟芯片与数字信号处理器相连，时钟芯片为数字信号处理器提供时钟频率信号；指示灯与数字信号处理器相连，指示灯用于显示数字信号处理器工作状态;通用异步收发传输器与数字信号处理器相连，通用异步收发传输器用于扩展数字信号处理器的接口；WiFi模块与数字信号处理器相连，WiFi模块为数字信号处理器提供近距离无线通信能力;GPRS模块与数字信号处理器相连，GPRS模块为数字信号处理器提供远距离无线通信能力。2.根据权利要求1所述的一种室内定位与导航系统，其特征在于:所述惯性传感器选用亚德诺半导体有限公司生产的惯性传感器，其型号为ADIS16448。3.根据权利要求1所述的一种室内定位与导航系统，其特征在于:所述超声波传感器1、超声波传感器Π和超声波传感器m都选用深圳导向机电技术有限公司生产的超声波传感器，其型号为KS103。4.根据权利要求1所述的一种室内定位与导航系统，其特征在于:所述数字信号处理器选用德州仪器有限公司生产的数字信号处理器，其型号为TMS320F2808PZA。
【专利摘要】本实用新型涉及一种导航系统，更具体地说涉及一种室内定位与导航系统，用于对室内行人进行定位，抗干扰性强，具备误差补偿能力，定位精度高。惯性传感器用于测量被测物体的三轴角速度和三轴角加速度并将所测数据转化为电流信号的变化输出，模数转换器将模拟化电流信号转换为数字化信号输出，数字信号处理器对接收的数据进行处理得出被测物体的速度和位置信息。超声波传感器Ⅰ用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器Ⅱ用于测量被测物体与地面间的垂直距离。超声波传感器Ⅲ用于测量被测物体与地面间的垂直距离。WiFi模块为数字信号处理器提供近距离无线通信能力。GPRS模块为数字信号处理器提供远距离无线通信能力。
【IPC分类】G01C21/16
【公开号】CN205228471
【申请号】CN201521063633
【发明人】李想妮, 周景春
【申请人】李想妮
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月17日