一种室内外定位方法及定位系统、定位用脚环技术方案

本发明专利技术公开了一种室内外定位方法及定位系统、定位用脚环，该方法包括以下步骤：（1）将脚环分别穿戴在左右脚踝上；所述脚环上设置有无线电收发模块、超声波收发模块及双磁罗盘；（2）基于超声波收发模块和无线电收发模块进行TDOA测距，获得行走周期内两脚之间的实时距离；（3）基于双磁罗盘进行航向角检测；（4）基于步骤（2）、（3）获得行人航迹的步幅di和航向角θi；（5）将步骤（4）的步幅di和航向角θi代入行人航迹推算的计算公式即北向坐标：，东向坐标：，即当前行人位置坐标。本发明专利技术通过将硬件集成在脚环上，方便拆装且携带方便、抗干扰能力强、可靠性高、稳定性强，且通用性高，无需复杂的安装连接，直接拆装适用于任何人。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及定位导航领域，特别是涉及了一种室内外定位方法及定位系统、定位用脚环。
技术介绍
如何实现全空域的室内外无缝定位导航一直是各大机构争相研究的热点。室外定位主要依靠GPS/北斗等卫星导航，技术成熟、可靠性高。主流的室内定位依靠无线定位，如WIFI定位、蓝牙定位、Zigbee定位、移动通信网络定位、依靠GPS/北斗信号室内转发装置定位等。但这些室内无线定位所有的基站位置需要事先设定好，一旦环境改变或网络覆盖范围发生变化，最终得到的定位结果就会出现严重误差。并且室内无线定位需要基站与接收机之间的环境为视距环境，人体遮挡、多径传播、同频干扰对定位精度影响很大。还有一些室内定位方法不依赖于基站，如依靠室内地磁强弱定位以及惯性辅助定位。地磁室内定位是一种地磁强度指纹识别匹配的方法。这种方法需要庞大的指纹数据库，数据库建设难度大、维护成本高。依靠MEMS惯性器件的行人航迹推算室内定位方法，如计步器、计程器。该方法不依赖外界环境，可实时自主定位，但定位精度低，稳定性差，且存在惯...

【技术保护点】
一种室内外定位方法，其包括以下步骤：（1）穿戴定位用脚环在脚踝上；所述定位用脚环上设置有无线电收发模块、超声波收发模块及双磁罗盘；（2）基于超声波收发模块和无线电收发模块进行TDOA测距，获得行走周期内两脚之间的实时距离；（3）基于双磁罗盘进行航向角检测；（4）基于步骤（2）、（3）获得行人航迹的步幅和运算航向角；（5）将步骤（4）的步幅和运算航向角代入行人航迹推算的计算公式即北向坐标：，东向坐标：，即当前行人位置坐标；其中，表示行人的初始位置，i表示第i个行走周期，n表示行走n个行走周期。

【技术特征摘要】
1.一种室内外定位方法，其包括以下步骤：
（1）穿戴定位用脚环在脚踝上；所述定位用脚环上设置有无线电收发模块、超声波收发
模块及双磁罗盘；
（2）基于超声波收发模块和无线电收发模块进行TDOA测距，获得行走周期内两脚之间
的实时距离；
（3）基于双磁罗盘进行航向角检测；
（4）基于步骤（2）、（3）获得行人航迹的步幅和运算航向角；
（5）将步骤（4）的步幅和运算航向角代入行人航迹推算的计算公式即北向坐标：
，东向坐标：，即当前行人位置坐标；其
中，表示行人的初始位置，i表示第i个行走周期，n表示行走n个行走周期。
2.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，所述定位用脚环包括左脚环和
右脚环；所述左脚环作为信号发送端，包括第一主控制器，与所述第一主控制器连接的无线
电发射模块、超声波发射模块、第一磁罗盘，所述第一主控制器主要用于控制各模块及负责
同时发送无线电信号和超声波信号，所述第一磁罗盘与所述无线电发射模块相互垂直设
置；所述右脚环作为信号接收处理端，包括第二主控制器，与所述第二主控制器连接的无线
电接收模块、超声波接收模块、第二磁罗盘及无线通信模块，所述第二主控制器主要用于控
制各模块及负责接收无线电信号和超声波信号、处理信号并计算获得行人航迹的行人位置
坐标，所述第二磁罗盘与所述无线电接收模块相互垂直设置。
3.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述超声波收发
模块朝向两脚内侧，双磁罗盘朝向人行走的正前方。
4.根据权利要求1所述的室内外定位方法，其特征在于，所述无线电发射模块设置在所
述第一环状承载体的弧形顶部处，所述超声波发射模块靠近所述无线电发射模块；所述无
线电接收模块设置在所述第二环状承载体的弧形顶部处，所述超声波接收模块靠近所述无
线电接收模块。
5.根据权利要求2至4任一所述的室内外定位方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述无
线电发射模块和无线电接收模块在穿戴时要相互对准。
6.根据权利要求2至4任一所述的室内外定位方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明科，蒋孝勇，
申请(专利权)人：李明科，
类型：发明
国别省市：广东;44