定位导航系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种定位导航系统。所述定位导航系统，包括惯性导航模块、蓝牙模块和定位模块和存储模块，所述惯性导航模块用于获取所在位置的惯性导航数据，所述蓝牙模块用于获取所在位置的蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号；所述存储模块用于存储指纹数据库，所述指纹数据库中存储了场景中的各个位置处的蓝牙位置信息与RSSI信号的对应关系，所述定位模块用于在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息，计算所在位置的位置信息。本实用新型专利技术融合了惯性导航技术和蓝牙定位，使得即使在轨道交通车站这种结构较为复杂的场景也能做到精确定位，定位精度可以在1米范围内。

Positioning and navigation system

The utility model discloses a positioning and navigation system. The positioning and navigation system includes an inertial navigation module, a Bluetooth module, a positioning module and a storage module. The inertial navigation module is used to obtain the inertial navigation data of the location. The Bluetooth module is used to obtain the Bluetooth signal data of the location. The Bluetooth signal data is the RSSI signal of the Bluetooth beacon received at the location. The storage module is used to store The fingerprint database stores the corresponding relationship between the Bluetooth position information and RSSI signal at each position in the scene. The positioning module is used to extract the Bluetooth position information corresponding to the RSSI signal in the fingerprint database and calculate the position information of the position. The utility model integrates the inertial navigation technology and the Bluetooth positioning, so that the precise positioning can be achieved even in the complex scene of the rail transit station, and the positioning accuracy can be within 1 meter.

【技术实现步骤摘要】
定位导航系统
本技术涉及一种定位导航系统，特别涉及一种基于蓝牙信号和惯性导航的定位导航系统。
技术介绍
城市轨道交通已成为了城市日常人员流动主要运输工具，截止2018年12月底，共开通15条轨交线路，共有车站415座。同时，根据上海轨道交通网络的调整规划，上海轨道交通网络远景将由22条线路组成，网络规模超过1000km，车站数量超过500座。届时，上海将形成以公共交通为主体、轨道交通为骨干的城市综合交通体系，轨道交通将分担城市公交50％以上的客流。其中建有的大型换乘枢纽十多座，2线换乘枢纽约百座。由于轨道交通的覆盖范围越来越广、车站固定、路线固定、上下车位置固定、不同的颜色代表不同线路、各类指示完善等一系列客观因素，视障人士选择轨道交通作为主要出行工具，轨道交通的各类服务越来越受到视障乘客的关注，在日益繁华的轨道交通车站中，一些问题也越发频繁的出现，这些问题主要包括：1.找不到公共设施不同的车站布局不同，导致一些公共设施所在位置各不相同，甚至有些公共设置，有些车站是在进站闸机内，有些车站是在进站闸机外，依靠指示牌往往并不能满足需求。最具有代表性的是卫生间，视障人士独自出行在外，总有遇到不方便的时候，而自尊心会使其并不甘心寻求他人的帮助。2.部分车站站内布局复杂由于车站设计的不同，各车站的布局基本都不相同，有些车站站台位于中间区域，有些站台位于两侧，有些是在上下层，而有些换乘车站情况更复杂，在换乘、找人时往往需要花费大量时间。3.出入口轨道交通室内环境在主要通行路线上，均铺设无障碍通道，但是无障碍通道并不能明确的告诉视障人士通向的出入口，现在每个轨交车站都包含好几个出入口，对于视障人士而言，如何到达出入口也是非常困难的。虽然目前的移动终端大多具有定位导航的功能，但是在轨道交通车站这种空间层次较为复杂、往往信号又不佳的位置，很难做到精确的定位，甚至会出现定位错层、导航线路穿墙的情况，这种情况对于视障人士来说是极为不便的。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中的定位导航装置在轨道交通车站等信号不佳、结构复杂的场景中定位不准确、导航线路容易出错的缺陷，提供一种基于蓝牙信号和惯性导航的定位导航方法及系统。本技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：一种定位导航系统，其特点在于，包括惯性导航模块、蓝牙模块和定位模块和存储模块，所述惯性导航模块用于获取所在位置的惯性导航数据，所述蓝牙模块用于获取所在位置的蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号(ReceivedSignalStrengthIndication接收的信号强度指示)；所述存储模块用于存储指纹数据库，所述指纹数据库中存储了场景中的各个位置处的蓝牙位置信息与RSSI信号的对应关系，所述定位模块用于在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息，计算所在位置的位置信息。优选地，所述存储模块还存储有路网数据。优选地，所述定位导航系统还包括以下的一种或多种传感器：陀螺仪传感器，加速度传感器，方向传感器和磁力计。优选地，所述定位导航系统还包括语音播报模块，用于将位置信息提示给用户。优选地，所述存储模块还用于存储列车时刻表。在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本技术各较佳实例。本技术的积极进步效果在于：融合了惯性导航技术(简称惯导技术)和蓝牙信号的定位计算处理，使得即使在轨道交通车站这种结构较为复杂的场景也能做到精确定位，定位精度可以在1米范围内。此外，辅助以路网数据，筛除一些不合理的定位信息，进一步提高了定位精度。附图说明图1为本技术一实施例所述的定位导航系统的结构框图。图2为本技术一实施例所述的定位导航方法的流程图。具体实施方式下面通过实施例的方式进一步说明本技术，但并不因此将本技术限制在所述的实施例范围之中。参考图1和图2，以在轨道交通车站中的定位导航为例，介绍本技术的一较佳实施例。参考图1，本实施例所述的定位导航系统，包括惯性导航模块1、蓝牙模块2和定位模块3和存储模块4，所述惯性导航模块1用于获取所在位置的惯性导航数据，所述蓝牙模块2用于获取所在位置的蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号；所述存储模块3用于存储指纹数据库，所述指纹数据库中存储了场景中的各个位置处的蓝牙位置信息与RSSI信号的对应关系，所述定位模块4用于在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息，以及结合所述惯性导航数据和所述蓝牙位置信息计算所在位置的位置信息。此外，所述存储模块3还存储有路网数据，所述定位模块4还用于将所述蓝牙位置信息与路网数据进行比对，以去除不可到达区域的蓝牙位置信息。另外，所述定位导航系统还包括：多个设置于场景中的蓝牙信标；计算模块5还用于针对在场景中的每个位置处，将每个位置所接收到的蓝牙信标的RSSI信号基于接近度分类，并通过卡尔曼滤波进行信号过滤、通过三点定位算法和基于接近度分类的RSSI信号进行定位计算，以得到所述位置在场景中的蓝牙位置信息。具体来说，其中所述蓝牙模块2用于对RSSI信号进行多次采样，所述计算模块对多次采样的RSSI信号进行加权质心计算。所述惯性导航数据包括基于传感器测得的运动信息和上一个定位数据积分计算出的定位信息，所述传感器包括以下的一种或多种：陀螺仪传感器，加速度传感器，方向传感器和磁力计。为了便于视障人士的使用，所述定位导航系统还包括提示模块6，用于将定位结果提示给用户，例如通过语音播报的方式。另外，结合惯导技术，惯性导航模块1提供的导航路线也可由提示模块提示给用户，指示用户行进路线。此外轨道交通的导航信息也可通过语音播报的形式在到达指定位置时，进行语音播报以提醒用户已到站。又例如在到达车站时，定位导航系统与蓝牙信标通讯失败，无法确认当前站点，此时查询定位导航列车时刻表，获取此时列车所处位置，动态预测后续到达车站及时间，提供到站提醒功能。参考图2，利用该系统的定位导航方法，包括以下步骤：步骤101：在场景中设置多个蓝牙信标；步骤102：在场景中的各个位置处采集每个位置所接收到的蓝牙信标的RSSI信号；步骤103：对于每个位置，将所述位置的RSSI信号基于接近度分类，并通过卡尔曼滤波进行信号过滤、通过三点定位算法和基于接近度分类的RSSI信号进行定位计算，以得到所述位置在场景中的蓝牙位置信息。由此，指纹数据库就建立了。步骤104：需要定位导航时，分别获取所在位置的惯性导航数据和蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号；步骤105：在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息；步骤106：结合所述惯性导航数据和所述蓝牙位置信息计算所在位置的位置信息。由于轨道交通车站的复杂性，还可以将所述蓝牙位置信息与路网数据进行比对，以去除不可到达区域的蓝牙位置信息。通过融合室内地图的路网数据，部署于互联网的定位引擎可对定位场景深度学习，将计算输出的定位信息与室内地图的路网数据进行比对，使蓝牙定位的结果都是在正确区域。其中为了保证指纹数据库中关联关系的准确性，对RSSI信号进行多次采样，并且对多次采样的RSSI信号进行加权质心计算。除了本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定位导航系统，其特征在于，包括惯性导航模块、蓝牙模块和定位模块和存储模块，所述惯性导航模块用于获取所在位置的惯性导航数据，所述蓝牙模块用于获取所在位置的蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号；所述存储模块用于存储指纹数据库，所述指纹数据库中存储了场景中的各个位置处的蓝牙位置信息与RSSI信号的对应关系，所述定位模块用于在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息，计算所在位置的位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种定位导航系统，其特征在于，包括惯性导航模块、蓝牙模块和定位模块和存储模块，所述惯性导航模块用于获取所在位置的惯性导航数据，所述蓝牙模块用于获取所在位置的蓝牙信号数据，所述蓝牙信号数据为在所在位置接收到的蓝牙信标的RSSI信号；所述存储模块用于存储指纹数据库，所述指纹数据库中存储了场景中的各个位置处的蓝牙位置信息与RSSI信号的对应关系，所述定位模块用于在指纹数据库中提取与所述RSSI信号相应的蓝牙位置信息，计算所在位置的位置信息...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙煜，张立东，朱科峰，蔡青，纪文莉，周晨，郑燕燕，胥志鹏，温彤，万明俊，张新明，陆帮华，陈星翰，卢蓉蓉，陈献中，
申请(专利权)人：上海申通地铁集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海,31