一種室內定位與導航系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種導航系統，更具體地說涉及一種室內定位與導航系統。
【背景技術】
[0002]隨著科學技術的快速發展和城市化的快速推進，定位與導航技術在人們生活中變得越發重要，人們對定位產品、功能和服務的需求加大，從而催生了龐大的市場。導航與定位的概念也逐漸融入到人們日常生活中的各種設備，為不同類型的用戶提供著地理信息服務。由于城市的變化突飛猛進，且大型建筑物內部的結構緊湊密集，當人們處在一個陌生的環境中時，對于位置信息經常感覺手足無措。因此，每個人都需要定位與導航，有效的導航可以幫助人們快速達到目的。目前，導航技術基本上都是基于GPS(Global Posit1nSystem，全球定位技術)，但是GPS定位在室外精度高，在室內定位精度就大大下降了。行人導航是近些年興起的一種導航技術，該系統是采用基于MEMS(微機電系統)慣性傳感器件的捷聯式慣性導航系統，而慣性器件最大的優點是不易受外界環境因素的干擾，可以在封閉的無射頻信號的室內里滿足定位技術的要求。將捷聯導航器件固定在鞋子上對行人進行定位，但是干擾大、誤差積累大且定位精度不高。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型主要解決的技術問題是:提供一種室內定位與導航系統，用于對室內行人進行定位，抗干擾性強，具備誤差補償能力，定位精度高。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型涉及一種導航系統，更具體地說涉及一種室內定位與導航系統，包括慣性傳感器、模數轉換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器Π、超聲波傳感器m、數字信號處理器、時鐘芯片、指示燈、通用異步收發傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，用于對室內行人進行定位，抗干擾性強，具備誤差補償能力，定位精度高。
[0005]模數轉換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數字信號處理器相連，慣性傳感器用于測量被測物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測數據轉化為電流信號的變化輸出，模數轉換器將模擬化電流信號轉換為數字化信號輸出，數字信號處理器對接收的數據進行處理得出被測物體的速度和位置信息。超聲波傳感器I與數字信號處理器相連，超聲波傳感器I用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Π與數字信號處理器相連，超聲波傳感器Π用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器m與數字信號處理器相連，超聲波傳感器m用于測量被測物體與地面間的垂直距離。時鐘芯片與數字信號處理器相連，時鐘芯片為數字信號處理器提供時鐘頻率信號。指示燈與數字信號處理器相連，指示燈用于顯示數字信號處理器工作狀態。通用異步收發傳輸器與數字信號處理器相連，通用異步收發傳輸器用于擴展數字信號處理器的接口。WiFi模塊與數字信號處理器相連，WiFi模塊為數字信號處理器提供近距離無線通信能力。GPRS模塊與數字信號處理器相連，GPRS模塊為數字信號處理器提供遠距離無線通信能力。
[0006]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種室內定位與導航系統所述的慣性傳感器選用亞德諾半導體有限公司生產的慣性傳感器，其型號為ADIS16448。
[0007]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種室內定位與導航系統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都選用深圳導向機電技術有限公司生產的超聲波傳感器，其型號為KS103。
[0008]作為本方案的進一步優化，本實用新型一種室內定位與導航系統所述的數字信號處理器選用德州儀器有限公司生產的數字信號處理器，其型號為TMS320F2808PZA。
[0009]本實用新型一種室內定位與導航系統的有益效果為:
[00? O] a.用于室內定位，彌補了GPS定位的不足；
[0011]b.定位精度高。
【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型一種室內定位與導航系統的系統框圖。
【具體實施方式】
[0013]在圖1中，本實用新型涉及一種導航系統，更具體地說涉及一種室內定位與導航系統，包括慣性傳感器、模數轉換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器π、超聲波傳感器m、數字信號處理器、時鐘芯片、指示燈、通用異步收發傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，用于對室內行人進行定位，抗干擾性強，具備誤差補償能力，定位精度高。
[0014]模數轉換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數字信號處理器相連，慣性傳感器用于測量被測物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測數據轉化為電流信號的變化輸出，模數轉換器將模擬化電流信號轉換為數字化信號輸出，數字信號處理器對接收的數據進行處理得出被測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的數字信號處理器，其型號為TMS320F2808PZA。慣性傳感器選用亞德諾半導體有限公司生產的慣性傳感器，其型號為ADIS16448。慣性傳感器綁在行人鞋面上。該型慣性傳感器內集成了三軸角加速度傳感器和三軸陀螺儀，測得的角速度和角加速度經過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，測量誤差逐漸積累，精度慢慢降低。利用模數轉換器對信號進行采集，提高了信號的采集速率，進而提高系統反應速度。
[0015]超聲波傳感器I與數字信號處理器相連，超聲波傳感器I用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Π與數字信號處理器相連，超聲波傳感器Π用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器m與數字信號處理器相連，超聲波傳感器m用于測量被測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。人行走時在腳底完全接地時，超聲波傳感器1、超聲波傳感器π和超聲波傳感器m測得的三點離地距離相等，以此點為速度零點，在此點時數字信號處理器對慣性傳感器的積累誤差進行修正和消除，在速度為零時數字信號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都選用深圳導向機電技術有限公司生產的超聲波傳感器，其型號為KS103，該型超聲波傳感器測量范圍在ICM以上，且具備噪音濾波和溫漂補償功能，抗干擾性強，測量精度高。
[0016]時鐘芯片與數字信號處理器相連，時鐘芯片為數字信號處理器提供時鐘頻率信號。時鐘芯片為數字信號處理器提供精確的外部時鐘，提升信號處理穩定性。
[0017]指示燈與數字信號處理器相連，指示燈用于顯示數字信號處理器工作狀態。指示燈用于數字信號處理器的開關狀態顯示。
[0018]通用異步收發傳輸器與數字信號處理器相連，通用異步收發傳輸器用于擴展數字信號處理器的接口。通用異步收發器上能連接GPS模塊，為系統的定位功能擴展提供硬件連接通道。
[0019]WiFi模塊與數字信號處理器相連，WiFi模塊為數字信號處理器提供近距離無線通信能力。利用WiFi模塊實現室內WiFi網絡的通信，數字信號處理器處理結果通過WiFi模塊傳遞至PC端進行顯示。
[0020]GPRS模塊與數字信號處理器相連，GPRS模塊為數字信號處理器提供遠距離無線通信能力，GPRS模塊將數字信號處理器內數據傳輸至手機端，實現數據的無線遠程監測。
[0021]當然上述說明并非對本實用新型的限制，本實用新型也不僅限于上述舉例，本技術領域的普通技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本實用新型的保護范圍。
【主權項】
1.一種室內定位與導航系統，包括慣性傳感器、模數轉換器、超聲波傳感器1、超聲波傳感器π、超聲波傳感器m、數字信號處理器、時鐘芯片、指示燈、通用異步收發傳輸器、WiFi模塊和GPRS模塊，其特征在于:模數轉換器一端與慣性傳感器相連，另一端與數字信號處理器相連，慣性傳感器用于測量被測物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測數據轉化為電流信號的變化輸出，模數轉換器將模擬化電流信號轉換為數字化信號輸出，數字信號處理器對接收的數據進行處理得出被測物體的速度和位置信息;超聲波傳感器I與數字信號處理器相連，超聲波傳感器I用于測量被測物體與地面間的垂直距離;超聲波傳感器Π與數字信號處理器相連，超聲波傳感器π用于測量被測物體與地面間的垂直距離;超聲波傳感器m與數字信號處理器相連，超聲波傳感器m用于測量被測物體與地面間的垂直距離；時鐘芯片與數字信號處理器相連，時鐘芯片為數字信號處理器提供時鐘頻率信號；指示燈與數字信號處理器相連，指示燈用于顯示數字信號處理器工作狀態;通用異步收發傳輸器與數字信號處理器相連，通用異步收發傳輸器用于擴展數字信號處理器的接口；WiFi模塊與數字信號處理器相連，WiFi模塊為數字信號處理器提供近距離無線通信能力;GPRS模塊與數字信號處理器相連，GPRS模塊為數字信號處理器提供遠距離無線通信能力。2.根據權利要求1所述的一種室內定位與導航系統，其特征在于:所述慣性傳感器選用亞德諾半導體有限公司生產的慣性傳感器，其型號為ADIS16448。3.根據權利要求1所述的一種室內定位與導航系統，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都選用深圳導向機電技術有限公司生產的超聲波傳感器，其型號為KS103。4.根據權利要求1所述的一種室內定位與導航系統，其特征在于:所述數字信號處理器選用德州儀器有限公司生產的數字信號處理器，其型號為TMS320F2808PZA。
【專利摘要】本實用新型涉及一種導航系統，更具體地說涉及一種室內定位與導航系統，用于對室內行人進行定位，抗干擾性強，具備誤差補償能力，定位精度高。慣性傳感器用于測量被測物體的三軸角速度和三軸角加速度并將所測數據轉化為電流信號的變化輸出，模數轉換器將模擬化電流信號轉換為數字化信號輸出，數字信號處理器對接收的數據進行處理得出被測物體的速度和位置信息。超聲波傳感器Ⅰ用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Ⅱ用于測量被測物體與地面間的垂直距離。超聲波傳感器Ⅲ用于測量被測物體與地面間的垂直距離。WiFi模塊為數字信號處理器提供近距離無線通信能力。GPRS模塊為數字信號處理器提供遠距離無線通信能力。
【IPC分類】G01C21/16
【公開號】CN205228471
【申請號】CN201521063633
【發明人】李想妮, 周景春
【申請人】李想妮
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月17日