[发明专利]一种基于白光/INS组合的室内定位装置及其方法

摘要

一种基于白光/INS组合的室内定位装置及其方法，属于室内定位系统。该定位装置的惯性传感器模块包括加速度计、陀螺仪和方向传感器；白光干涉模块包括光纤传输系统、信号采集系统、光谱接收系统和自动分析装置；服务器设在总监控室，对应于多套定位装置，用来接收、处理并展示实时数据。基于该定位装置的室内定位方法是在各个白光发射装置所在位置通过白光干涉模块接收白光电磁波信号进行精确定位，而后通过惯性传感器模块上所得行走中的数据计算出实时位置，直到下一个白光发射装置处，再进行位置纠正，消除累积误差。通过该定位装置及其方法，能够快速实现所在室内环境的准确定位和实时监控，成本较低，便携实用，应用在缺少GPS信号的室内环境中。

主权项

一种基于白光/INS组合的室内定位装置，其特征在于：该定位装置包括惯性传感器模块、白光干涉模块、时钟模块、液晶显示模块、控制按键面板、数据存储模块、RS‑232通讯接口、无线传输模块、电源模块、中央处理器和服务器；惯性传感器模块、白光干涉模块、时钟模块、控制按键面板和无线传输模块的输出端均与中央处理器的输入端连接，中央处理器的输出端与液晶显示模块连接，中央处理器与数据存储模块双向通讯连接，数据存储模块与RS‑232通讯接口连接，无线传输模块的输出端与服务器的输入端连接；(1)所述的惯性传感器模块包括加速度计、陀螺仪和方向传感器，该模块获取人员行走中的加速度，方向和转弯信息；(2)所述的白光干涉模块采用光纤作为传导元件，通过白光干涉仪采集白光发射装置所发出的电磁波信号，然后利用光栅光谱仪接收干涉光谱并输入计算机进行自动分析，计算出所测绝对距离，从而构建白光干涉测量系统；(3)所述的时钟模块记录定位时间；所述的液晶显示模块显示中央处理器收到的服务器回传点位坐标，供用户查看自己的位置；所述的控制按键面板进行采样参数和文件名称的交互式设置；所述的无线传输模块建立中央处理器与服务器之间的数据实时传输；(4)所述的数据存储模块与RS‑232通讯接口连接，数据存储模块存储中央处理器处理后的惯性传感器数据、白光干涉数据和时钟数据，其存储文件的名称根据时钟模块记录的时间自动建立，或者通过控制按键面板手动建立，其备份数据在事后通过RS‑232通讯接口传输给计算机系统进行后续处理与分析；(5)所述的电源模块包括电池组和电源转换电路，该模块为定位装置提供电源，其电源转换电路分别与惯性传感器模块、白光干涉模块、时钟模块、液晶显示模块、数据存储模块、无线传输模块和中央处理器连接，并将电池组提供的稳压电源转换成与之相连接的装置各部件所需的供电电源；(6)所述的中央处理器通过通讯接口电路连接惯性传感器模块、白光干涉模块、时针模块、液晶显示模块、控制按键面板、数据存储模块和无线传输模块，中央处理器接收并初步处理惯性传感器模块、白光干涉模块和时钟模块发送过来的数据，同时建立与中央处理器相连接的惯性传感器模块、白光干涉模块、时针模块、液晶显示模块、控制按键面板、数据存储模块和无线传输模块之间的数据实时传输；(7)所述的服务器通过无线传输模块与中央处理器建立无线连接，服务器设在总监控室，对应于多套定位装置，用来接收并进一步处理中央处理器发送过来的数据，同时展示室内所有持有该定位装置的人员所在位置。