基于惯性元件的实时三维室内定位系统设计

为了克服传统卫星定位导航(GPS)在室内信号减弱甚至中断的缺点,设计并搭建了基于惯性元件JY901和气压计GY68的三维定位系统。在设备端,首先通过JY901采集定位目标运动过程中的加速度和角速度等惯性定位信息,利用主控树莓派进行基于行人航位推算(PDR)算法的数据处理,得到定位目标的单步位移;然后以气压与高度的对应关系为基础,通过计算由GY68采集到的气压的相对变化量来确定行人所在的楼层变化情况。最后将水平位移和高度信息进行数据融合后通过无线通信模块AS07-M1101S发送至上位机,由上位机进行基于粒子滤波的地图匹配完成实时的目标定位和位置显示。经过实际测试可知,水平方向的定位误差在0.5 m以内,楼层检测精度可以达到半层楼,有一定的应用价值。

利用惯性测量元件进行三维定位的系统设计

针对消防室内定位技术的需求,搭建了基于惯性测量元件的室内三维定位系统。首先,利用微机电系统(MEMS)惯性传感器获取行人运动过程中的必要参数。然后基于行人航迹推算(PDR)算法,实时计算出行人行走的步数和步长;通过气压传感器实时采集行人所处位置的高度。最后,利用无线数传模块结合服务器端处理,实现行人的室内三维定位。测试表明:系统在正常行走的情况下,可以满足行人的室内三维定位要求。