专利名称：一种室内无线定位信息融合方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线定位和多传感信息融合技术领域，特别是涉及一种室内无线 定位信息融合方法及系统。
背景技术：
目前的无线定位技术，其实现方法按测距算法区分主要有两个途径，一是 RSSI (Received Signal Strength hdication接收的信号强度指示)，即根据无线电信号 强度的衰减和传输距离的关系来测量目标与锚点之间距离，从而实现目标的定位。一是TOA 或TDOA方式，就是通过无线电波到达时间和到达时间差来实现目标定位的方式，从这一方 式还延伸出根据无线电波到达角度定位的方式。前一种定位方式成本低，定位精度也低，后 一种方式定位精度高，但成本也高。这两种方式都依赖多锚点或稀疏锚点进行定位。无锚 点定位的方式主要有惯性导航定位和无线自组网定位。总体说来，目前无线定位在室内无 锚点的情况下，定位精度低，在多锚点的情况下定位精度高，但很多实际应用的情况无法事 先预置锚点。发明内容
发明目的将测距定位和惯性定位的方法相结合，以实现在无法事先预置多锚点 的情况下精确定位。
技术方案一种室内无线定位信息融合方法，包括以下步骤1)设置至少一个固 定锚点；幻采样测量运动人员在X轴、Y轴和ζ轴三个方向的加速度；；3)对获得的加速度进 行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度进行积分，以 获得运动人员在三个方向的运动距离力)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身 定位。
较佳的，还包括以下步骤6)运动人员自身定位后，转变为浮猫节点，作为其他运 动人员的定位参考；7)重复步骤2、至步骤6)，以实现全网定位。
较佳的，步骤4)和步骤幻之间还包括步骤40)对运动轨迹的Z轴数据进行校正， 以消除累积误差。
较佳的，步骤5)中，利用运动人员到锚点的测量距离对步骤4)中的X轴与Y轴数 据进行修正。
较佳的，对X轴和Y轴数据进行修正的修正幅度以Z轴的偏离度为参照。
较佳的，步骤幻中，采用无线自组网并利用欧几里德算法完成节运动人员的自身 定位。
较佳的，步骤幻中，网络中锚节点广播含自身身份和位置的信标信号，将该信号 的TTL域值设置为2。
一种室内无线定位信息融合系统，包括至少一个固定的锚点，至少一个目标节点， 一个具有计算功能的监控中心；所述监控中心与系统内的一个固定锚点连接；各所述目标节点包括精确高度传感器，用于对运动轨迹的高度信息进行校正，消除累积误差；加速度 采集与计算模块，用于获得各节点在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；三轴陀螺仪，用于 确定各节点的运动方向；数据无线传输模块；各所述锚点包括数据无线传输模块和精确高 度传感器。
较佳的，所述数据无线传输模块为433MHZ通讯模块。
较佳的，所述加速度采集与计算模块包括三轴加速度传感器。
有益效果本发明能将测距定位和惯性定位实际结合，在无法事先预置多锚点的 情况下，仍能实现室内定位的高精度，并且成本较低。


图1为本发明实施例1的结构示意图2为本发明实施例1的硬件示意图3为本发明实施例1中加速度采集数据示例；
图4为图3中X轴加速度信号自相关系数波形图5为图3中Z轴加速度信号自相关系数波形图6为本发明实施例1中富节点的算法示意图。
具体实施方式
下面结合附图，通过实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护 范围不局限于所述实施例。
实施例1 一种室内无线定位信息融合方法，包括以下步骤1)设置一个固定锚 点；2)以250MHZ的频率采样测量运动人员在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；幻对获 得的加速度进行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度 进行积分，以获得运动人员在三个方向的运动距离；对运动轨迹的Z轴数据进行校正，以消 除累积误差力)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身定位；6)运动人员自身定位 后，转变为浮猫节点，作为其他运动人员的定位参考；7)重复步骤幻至步骤6)，以实现全网 定位。
以上方法通过一种室内无线定位信息融合系统实现，如图1所示，包括至少一个 固定的锚点，至少一个目标节点，一个具有计算功能的监控中心；所述监控中心与系统内的 一个固定锚点连接；各所述目标节点包括精确高度传感器，用于对运动轨迹的高度信息 进行校正，消除累积误差；加速度采集与计算模块，用于获得各节点在X轴、Y轴和Z轴三个 方向的加速度；三轴陀螺仪，用于确定各节点的运动方向；数据无线传输模块；各所述锚点 包括数据无线传输模块和精确高度传感器。
加速度采集与计算模块包括美国FREESACLE公司的MMA7260单芯片三轴加速度传 感器，MCU采用TI公司的MSP430低功耗芯片，内含AD转换模块，精确高度传感器为有温度 补偿的高精度气压式高度传感器，数据无线传输模块为433MHZ通讯模块。系统硬件示意图 如图2所示。
本实施例中，实际测量得到的三个轴上的加速度将如图3所示，其中横轴为时间 轴，其值为数据采集数量，与系统采样频率相关。
对于一个信号X(n)，n= 1，2，...，N的无偏自相关函数 (AUTOCORRELATIONFUNCTI ON)定义为
权利要求
1.一种室内无线定位信息融合方法，其特征是包括以下步骤1)设置至少一个固定锚点；2)采样测量运动人员在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；3)对获得的加速度进行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度进行积分，以获得运动人员在三个方向的运动距离；5)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身定位。
2.如权利要求1所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是还包括以下步骤6)运动人员自身定位后，转变为浮猫节点，作为其他运动人员的定位参考；7)重复步 骤2)至步骤6)，以实现全网定位。
3.如权利要求2所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是步骤4)和步骤5)之 间还包括步骤40)对运动轨迹的Z轴数据进行校正，以消除累积误差。
4.如权利要求1所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是步骤5)中，利用运动 人员到锚点的测量距离对步骤4)中的X轴与Y轴数据进行修正。
5.如权利要求4所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是对X轴和Y轴数据进 行修正的修正幅度以Z轴的偏离度为参照。
6.如权利要求1所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是步骤5)中，采用无线 自组网并利用欧几里德算法完成节运动人员的自身定位。
7.如权利要求6所述的室内无线定位信息融合方法，其特征是步骤5)中，网络中锚 节点广播含自身身份和位置的信标信号，将该信号的TTL域值设置为2。
8.一种室内无线定位信息融合系统，其特征是包括至少一个固定的锚点，至少一个 目标节点，一个具有计算功能的监控中心；所述监控中心与系统内的一个固定锚点连接；各所述目标节点包括精确高度传感器，用于对运动轨迹的高度信息进行校正，消除累积误差；加速度采集与计算模块，用于获得各节点在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；三轴陀螺仪，用于确定各节点的运动方向；数据无线传输模块；各所述锚点包括数据无线传输模块和精确高度传感器。
9.如权利要求8所述的人员运动轨迹跟踪装置，其特征是所述数据无线传输模块为 433MHZ通讯模块。
10.如权利要求9所述的人员运动轨迹跟踪装置，其特征是所述加速度采集与计算模 块包括三轴加速度传感器。
全文摘要
本发明公开了一种室内无线定位信息融合方法，包括以下步骤1)设置至少一个固定锚点；2)采样测量运动人员在X轴、Y轴和Z轴三个方向的加速度；3)对获得的加速度进行积分运算，以获得运动人员在三个方向的瞬时速度；4)对获得的瞬时速度进行积分，以获得运动人员在三个方向的运动距离；5)利用接收的信号强度指示完成运动人员的自身定位。本发明能将测距定位和惯性定位实际结合，在无法事先预置多锚点的情况下，仍能实现室内定位的高精度，并且成本较低。
文档编号G01C21/18GK102033220SQ20101052437
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者李星, 陈静波 申请人:江苏瑞蚨通软件科技有限公司(中外合资)