基于可穿戴设备的融合室内定位方法、系统及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110146067A(43)申请公布日2019.08.20(21)申请号201910272488.6G01C21/20(2006.01)(22)申请日2019.04.04(71)申请人佛山市顺德区中山大学研究院地址528399广东省佛山市顺德区大良街道办事处云路社区居民委员会南国东路9号申请人广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院中山大学(72)发明人江明袁剑丰李正鹏刘名(74)专利代理机构广州嘉权专利商标事务所有限公司44205代理人左恒峰(51)Int.Cl.G01C21/00(2006.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称基于可穿戴设备的融合室内定位方法、系统及装置(57)摘要本发明公开了基于可穿戴设备的融合室内定位方法、系统及装置，采用密勒编码使每一路的LED-ID光信号均含有定时分量，从而可解决多个LED灯具异步发送信息有干扰而无法正确解码的问题，同时持LED光源异步播送LED-ID信息，在连续窗口过采样机制下通过Goertzel算法即可实现单次采样解码多路LED-ID，从而支持用户在移动过程中的实时定位；并且，基于双LED修正RSS算法配合加速度传感器的惯性导航定位算法可解决当LED信号被遮挡时导致的定位性能急剧下降的问题。因此，本发明有效解决了可穿戴设备的室内定位问题，可对移动中的用户实现实时精确定位，适用于展览馆、博物馆、购物中心和超市等室内场景，可用性强，实用价值大。CN110146067ACN110146067A权利要求书1/2页1.基于可穿戴设备的融合室内定位方法，其特征在于，包括以下步骤：采用密勒编码和FSOOK调制以实现异步传输多路LED-ID信息；基于连续窗口过采样机制，采用Goertzel算法解码多路LED-ID信息；基于双LED修正的RSS算法融合加速度传感器的惯性导航定位算法实现目标物的室内定位。2.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的融合室内定位方法，其特征在于，采用密勒编码和FSOOK调制以实现异步传输多路LED-ID信息，包括：对连续相邻的相同二进制LED-ID信息，交替使用不同的FSOOK频率进行编码；基于频分复用机制将编码后的多路LED-ID信息进行异步传输。3.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的融合室内定位方法，其特征在于，所述基于连续窗口过采样机制，采用Goertzel算法解码多路LED-ID信息，包括：基于双缓冲采样机制的硬件电路进行ADC可见光信号采样；将A/D采样完成的缓冲区数据等间隔分为若干个连续过采样窗口；依序对每一窗口进行Goertzel变换，针对任一窗口，选取一组频率集中最大谱幅度对应的频率作为该窗口的解调频率；剔除具有重复的解调频率的窗口，根据LED-ID信息的周期特性恢复LED-ID信息的编码频率顺序；通过密勒编码的映射关系，解码得到多路LED-ID信息。4.根据权利要求3所述的基于可穿戴设备的融合室内定位方法，其特征在于，在所述通过密勒编码的映射关系，解码得到多路LED-ID信息中，所述的LED-ID信息的幅度为所选取窗口的平均幅度值。5.根据权利要求1所述的基于可穿戴设备的融合室内定位方法，其特征在于，所述基于双LED修正的RSS算法融合加速度传感器的惯性导航定位算法实现目标物的室内定位，包括：以可穿戴设备接收到幅度最大的两个LED作为一个LED组，对所述LED组配置不同的LED-ID信息并广播发送所述的LED组信号，根据LED组信号的LED-ID信息以及幅度得到VLP预估位置；利用加速度传感器获取目标物的移动步长、方位角以及上一时刻的历史位置信息，预测得到惯性导航预估位置；基于极大似然计算法融合VLP预估位置和惯性导航预估位置，得到目标物的室内定位信息。6.基于可穿戴设备的融合室内定位系统，其特征在于，包括：编码模块，用于采用密勒编码和FSOOK调制以实现异步传输多路LED-ID信息；解码模块，用于基于连续窗口过采样机制，采用Goertzel算法解码多路LED-ID信息；定位模块，用于基于双LED修正的RSS算法融合加速度传感器的惯性导航定位算法实现目标物的室内定位。7.基于可穿戴设备的融合室内定位装置，其特征在于，包括：处理器和用于存储处理器可执行指令的存储器；所述处理器读取可执行指令并执行以下步骤：采用密勒编码和FSOOK调制以实现异步传输多路LED-ID信息；2CN110146067A权利要求书2/2页基于连续窗口过采样机制，采用Goertzel算法解码多路LED-ID信息；基于双LED修正的RSS算法融合加速度传感器的惯性导航定位算法实现目标物的室内定位。3CN110146067A说明书1/12页基于可穿戴设备的融合室内定位方法、系统及装置技术