[实用新型]基于UWB与惯性导航融合技术的人员定位装置

说明书

本实用新型公开了一种基于UWB与惯性导航融合技术的人员定位装置，本装置的UWB射频定位模块用于获取与UWB定位基站之间的测距数据，并且传输至数据处理模块；惯性导航模块内置陀螺仪和加速度传感器，用于获取人员的实时航姿角、速度和位置信息数据并传输至数据处理模块，数据处理模块根据UWB射频定位模块获取的测距数据对惯性导航模块获取的信息数据进行校正，获得人员精准定位数据，数据处理模块获得的定位数据经LORA传输模块传送到外部中继基站；电源单元提供各模块的工作电源。本装置基于UWB与惯性导航的融合，提高了惯性导航的修正能力，保证了人员定位的准确性，降低定位成本，具有高性价比，且安装部署便捷，提高定位精度。

技术领域

本实用新型涉及一种基于UWB与惯性导航融合技术的人员定位装置。

背景技术

目前在生产厂区，尤其是化工生产厂区中，对工作人员的定位需求已经是目前人员安全管理的一大重点，进行全厂区、多空间人员定位的需求也越来越多。随着生产作业少人化需求与安全要求的不断提高，现场对人员实时定位、巡检记录查询以及事故发生后人员精准定位的需求日趋迫切。

UWB（Ultra-Wide-Band）是一种利用纳秒级的非正弦波窄脉冲传输数据的无线通信方式，该技术采用高带宽、快速脉冲的方式，基于测距实现定位，具有精度高、功耗低、易部署、抗干扰强等优点，用于复杂环境下的人员高精准定位，相比其他采用RSSI(信号强弱)方式的定位技术，适用性更广、精度更高，在工厂定位领域应用广泛。

惯性导航系统（Inertial Navigation System）是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，具有不依赖任何导航卫星、外部基站、先验数据库以及不受外界环境影响的优点。惯性导航系统是以陀螺仪和加速度计为敏感器件的导航参数解算系统，根据陀螺仪的输出建立导航坐标系，根据加速度计算输出运载体在导航坐标系中的速度、位置等信息。

目前化工厂区环境中建立的单独UWB定位系统可以有效地解决人员定位需求，但存在一些缺陷，一是在复杂环境中UWB技术实现三维空间显示比较困难，只能分层定位，层间无法定位；二是UWB定位依赖多基站的布置，因此需要花费高昂的基站布置费用，同时增加大量后续维护工作。而单独使用惯导定位，由于惯导在行进的过程中受地磁等因素的影响，过程中会不断积累误差，导致定位数据偏差越来越大。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种基于UWB与惯性导航融合技术的人员定位装置，本装置基于UWB与惯性导航的融合，提高了惯性导航的修正能力，保证了人员定位的准确性，降低定位成本，具有高性价比，且安装部署便捷，提高定位精度。

为解决上述技术问题，本实用新型基于UWB与惯性导航融合技术的人员定位装置包括电源单元、UWB射频定位模块、数据处理模块、惯性导航模块和LORA传输模块；所述UWB射频定位模块用于获取与UWB定位基站之间的测距数据，并且传输至所述数据处理模块；所述惯性导航模块内置陀螺仪和加速度传感器，用于获取人员的实时航姿角、速度和位置信息数据并传输至所述数据处理模块，所述数据处理模块根据所述UWB射频定位模块获取的测距数据对所述惯性导航模块获取的信息数据进行校正，获得人员精准定位数据，所述数据处理模块获得的定位数据经所述LORA传输模块传送到外部中继基站；所述电源单元提供各模块的工作电源。

进一步，所述UWB射频定位模块还包括UWB通讯天线，所述UWB通讯天线连接所述UWB射频定位模块的信号发射接收端。

进一步，所述数据处理模块还包括判断报警单元，所述判断报警单元信号输入端连接所述惯性导航模块内置的加速度传感器信号输出端。

进一步，所述电源单元为高能聚合物锂电池。

进一步，本定位装置还包括人员穿戴设备，所述电源单元、UWB射频定位模块、数据处理模块、惯性导航模块和LORA传输模块集成于所述人员穿戴设备内。