使用传感器检测室内位移的系统技术方案

本发明专利技术公开了使用传感器检测室内位移的系统，包括加速度传感器、方向传感器、陀螺仪传感器、CPU和显示模块，CPU连接加速度传感器、方向传感器、陀螺仪传感器和AD转换模块，AD转换模块连接显示模块；加速度传感器采集轴向加速度值，并发送到CPU进行处理；方向传感器采集方向数据，并发送到CPU进行处理；陀螺仪传感器采集旋转加速度值，并发送到CPU进行处理；CPU将处理之后的数据发送到AD转换模块，并输出到显示模块，CPU还连接温度传感器、无线通讯模块。本发明专利技术采用多种传感器，保证了检测结果的精确度，同时传感器生产成本低且操作简单；采用液晶显示屏显示检测结果，更便于用户直观地观测到检测结果，有效地提高了数据利用率。

【技术实现步骤摘要】
使用传感器检测室内位移的系统
本专利技术涉及一种室内有效位移检测装置，具体涉及使用传感器检测室内位移的系统。
技术介绍
目前计算室内距离的方法主要有以下三种，一是基于专业测距设备，如激光测距仪，声纳测距仪等；二是基于图像分析的技术，利用图像处理的方法，解构图像中各个对象的空间位置和空间距离关系；三是基于传感器数据的方法，计算测试者行走速度在时间纬度上的累积量或步数步幅统计的方式。基于专业测距设备的方法优点是测量精确，误差较小，但成本较高，并且需要专业的操作人员操作；基于图像分析的方法优点是不需要专业设备，研究主要集中在图像中对象的识别，相对位置的计算，但计算量非常大，图像的质量对结果影响很大；基于传感器数据的方法是目前研究的热点方向，主要是因为其数据获取方便，成本相对较低，数据分析相对于图像处理也并不需要太大的计算量，不过目前的此类方法主要用在测量运动量等场景，存在较大的误差，因为基于速度的误差很难修正，单纯的步数乘以步幅的计算方式并不能反应真实的位移情况，其结果也无法达到构建地图所需要的精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是现有的测距设备测量精准度低且成本较高，目的在于提供使用传感器检测室内位移的系统，解决现有的测距设备测量精准度低且成本较高的问题。本专利技术通过下述技术方案实现：使用传感器检测室内位移的系统，包括外壳、加速度传感器、方向传感器、陀螺仪传感器、CPU和显示模块，所述加速度传感器安装在外壳的前端，加速度传感器连接CPU；所述方向传感器设置在外壳的侧壁，方向传感器连接CPU；陀螺仪传感器安装在外壳的把手处，陀螺仪传感器连接CPU；CPU还连接AD转换模块，显示模块设置在外壳的上方，AD转换模块连接显示模块；所述加速度传感器采集轴向加速度值，并发送到CPU进行处理；所述方向传感器采集方向数据，并发送到CPU进行处理；所述陀螺仪传感器采集旋转加速度值，并发送到CPU进行处理；所述CPU将处理之后的数据发送到AD转换模块，并输出到显示模块。现有的室内测距设备测量精准度低且成本较高，本专利技术采用的加速度传感器可以产生x、y、z三个正交轴上的加速度值，分别对应着人体侧向、前向、纵向的加速度，由于人在行走时重心的变化比较明显且具有一定的稳定性，即z轴上加速度变化具有较强的可识别性，加速度传感器将采集到的加速度值转换为电信号并发送到CPU，方向传感器将采集到的方向数据转换为电信号并发送到CPU，陀螺仪传感器将采集到的旋转加速度值转换为电信号并发送到CPU；CPU将接收到的加速度信息、方向信息和旋转加速度信息进行分析计算，输出位移值和方向值，然后通过AD转换模块将CPU输出的数字信号转换为模拟信号，并发送到显示模块显示。作为对于上述方案的改进，所述加速度传感器与CPU之间设置有滤波电路，加速度传感器采集到的加速度数据总是存在各种各样的噪声，为了得到更好的结果，首先需要对数据进行进一步预处理，我们的目标是使波形平滑，去除尖刺，减少后续处理的误差，因此在加速度传感器与CPU之间增设了滤波电路以克服这种技术问题。进一步，所述外壳的侧壁上还安装温度传感器，CPU连接温度传感器，温度传感器采集环境温度值发送到CPU完成处理，温度传感器随着现场环境温度的变化采集环境温度值，将温度值转换为电信号并发送给CPU，CPU将温度信号通过AD转换模块输出到显示模块显示。进一步，所述外壳上还设置无线通讯模块，CPU连接无线通讯模块，无线通讯模块接收CPU处理之后的信息，并发送到远端控制系统，无线通讯模块用于上位机与远端控制系统的信息交互。进一步，所述显示模块采用液晶显示屏，液晶显示屏通过接收AD转换模块输出的模拟信号，然后在显示屏上显示位移信息、方向信息和温度信息。本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：1、本专利技术使用传感器检测室内位移的系统，采用多种传感器，保证了检测结果的精确度，同时传感器生产成本低且操作简单；2、本专利技术使用传感器检测室内位移的系统，采用液晶显示屏显示检测结果，更便于用户直观地观测到检测结果，有效地提高了数据利用率。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本专利技术实施例的限定。在附图中：图1为本专利技术系统框图；图2为本专利技术结构示意图。附图中标记及对应的零部件名称：1-外壳，2-加速度传感器，3-方向传感器，4-陀螺仪传感器，5-温度传感器，6-无线通讯模块，7-液晶显示屏。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本专利技术作进一步的详细说明，本专利技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本专利技术，并不作为对本专利技术的限定。实施例1如图1、图2所示，使用传感器检测室内位移的系统，包括外壳1、加速度传感器2、方向传感器3、陀螺仪传感器4、CPU和显示模块，以上的加速度传感器2、方向传感器3、陀螺仪传感器4和CPU都是现在市面上能够直接购买到的元器件，所述加速度传感器2安装在外壳1的前端，加速度传感器2连接CPU；所述方向传感器3设置在外壳1的侧壁，方向传感器3连接CPU；陀螺仪传感器4安装在外壳1的把手处，陀螺仪传感器4连接CPU；CPU还连接AD转换模块，显示模块设置在外壳的上方，AD转换模块连接显示模块；加速度传感器2采集轴向加速度值，并发送到CPU进行处理；方向传感器3采集方向数据，并发送到CPU进行处理；陀螺仪传感器4采集旋转加速度值，并发送到CPU进行处理；CPU将处理之后的数据发送到AD转换模块，并输出到显示模块。现有的室内测距设备测量精准度低且成本较高，本专利技术采用的加速度传感器2可以产生x、y、z三个正交轴上的加速度值，分别对应着人体侧向、前向、纵向的加速度，由于人在行走时重心的变化比较明显且具有一定的稳定性，即z轴上加速度变化具有较强的可识别性，加速度传感器2将采集到的加速度值转换为电信号并发送到CPU，方向传感器3将采集到的方向数据转换为电信号并发送到CPU，陀螺仪传感器4将采集到的旋转加速度值转换为电信号并发送到CPU；CPU将接收到的加速度信息、方向信息和旋转加速度信息进行分析计算，输出位移值和方向值，然后通过AD转换模块将CPU输出的数字信号转换为模拟信号，并发送到显示模块显示。现有的基于专业测距设备的方法优点是测量精确，误差较小，但成本较高，并且需要专业的操作人员操作；基于图像分析的方法优点是不需要专业设备，研究主要集中在图像中对象的识别，相对位置的计算，但计算量非常大，图像的质量对结果影响很大，而本专利技术采用加速度传感器2、方向传感器3和陀螺仪传感器4相配合的方案。本专利技术在工作时，用户将装置随身携带，加速度传感器2采集加速度数据，方向传感器3采集方向数据，陀螺仪传感器4采集旋转加速度数据，并统一发送到CPU，CPU通过分析计算输出有效的位移和方向，然后通过AD数模转换模块并输出到液晶显示屏7，用户通过液晶显示屏7直接观测到位移数据和方向数据。实施例2如图1、图2所示，使用传感器检测室内位移的系统，包括外壳1、加速度传感器2、方向传感器3、陀螺仪传感器4、CPU和显示模块，以上的加速度传感器2、方向传感器3、陀螺仪传感器4和CPU都是现在市面上能够直接购买到的元器件，所述加速度传感器2安装在外壳1本文档来自技高网...

【技术保护点】
使用传感器检测室内位移的系统，其特征在于，包括外壳(1)、加速度传感器(2)、方向传感器(3)、陀螺仪传感器(4)、CPU和显示模块，所述加速度传感器(2)安装在外壳(1)的前端，加速度传感器(2)连接CPU；所述方向传感器(3)设置在外壳(1)的侧壁，方向传感器(3)连接CPU；陀螺仪传感器(4)安装在外壳(1)的把手处，陀螺仪传感器(4)连接CPU；CPU还连接AD转换模块，所述显示模块设置在外壳(1)的上方，AD转换模块连接显示模块；所述加速度传感器(2)采集轴向加速度值，并发送到CPU进行处理；所述方向传感器(3)采集方向数据，并发送到CPU进行处理；所述陀螺仪传感器(4)采集旋转加速度值，并发送到CPU进行处理；所述CPU将处理之后的数据发送到AD转换模块，并输出到显示模块。

【技术特征摘要】
1.使用传感器检测室内位移的系统，其特征在于，包括外壳(1)、加速度传感器(2)、方向传感器(3)、陀螺仪传感器(4)、CPU和显示模块，所述加速度传感器(2)安装在外壳(1)的前端，加速度传感器(2)连接CPU；所述方向传感器(3)设置在外壳(1)的侧壁，方向传感器(3)连接CPU；陀螺仪传感器(4)安装在外壳(1)的把手处，陀螺仪传感器(4)连接CPU；CPU还连接AD转换模块，所述显示模块设置在外壳(1)的上方，AD转换模块连接显示模块；所述加速度传感器(2)采集轴向加速度值，并发送到CPU进行处理；所述方向传感器(3)采集方向数据，并发送到CPU进行处理；所述陀螺仪传感器(4)采集旋转加速度值，并发送到CPU进行处理；所述CPU将处理之后...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨凡，冉晓林，邝富华，
申请(专利权)人：成都领创先科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51