一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，属于室内定位技术领域。该系统包括树莓派处理单元、移动终端设备、惯性导航装置和电源模块，其中：所述树莓派处理单元与移动终端设备连接，所述移动终端设备与惯性导航装置连接，所述电源模块为各模块供电。本实用新型专利技术可实现移动终端控制小车，不仅定位精度高，性能好，能够获取有效信息，从而实现室内GPS数据稳定。从而实现室内GPS数据稳定。从而实现室内GPS数据稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统


[0001]本技术涉及一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，属于室内定位


技术介绍

[0002]互联网时代的到来，把人类带入了一个全新的时代，把许多事物的智能紧密地联系在一起，而现在，大量新技术的出现，使得人们的生活变得更方便，汽车联网的出现，可以改善目前交通拥堵的状况，它通过GPS、传感器等技术来采集车辆的位置和状态信息，然后通过互联网技术把车辆的所有信息传送到中央处理器，通过对这些信息的分析，处理就可以实现拥挤避让、道路选择等功能，由此可见室内定位技术应用广泛。
[0003]从导览的角度分析，人在大型购物广场上，肯定会受到众多店铺的影响而很难以最快的速度到达目的地，而在车辆众多的地下停车场上，肯定会受到不明方向的影响而难以找到自己的车位。类似场景还有很多，室内定位技术便可解决，在旅游景点、机场实现定位导航。能让用户充分了解周边位置信息，准确引导用户到指定地点办理手续，快速到达目的地。
[0004]当前定位方式大致分为室内和室外两种，室外定位技术（GPS等）基本上可以满足用户的需要，定位精度约为5
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10米，但在GPS信号非常弱的室内环境中，主要采用室内定位技术来确定人员的位置。在复杂的室内环境下，室内定位的目标是实现实时定位，目前主要采用无线通信、基站定位方式、惯性导航定位方式及其他多种技术手段，最终形成一个完整的室内定位系统。当前大多数商业应用基本采用WIFI技术、RFID技术等无线通信基站方案，其定位精度约为3
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5米，但在一些特殊的环境下，如医院、基站等地的无线通信会对设备造成影响，救灾现场的基站无线通信大多处于瘫痪状态，此时主要采用惯性导航方案。惯性导航技术无需其它任何设施和网络，便可实时输出用户位置信息，可实现人在各种复杂环境中的定位。基于惯性导航定位，利用其他技术来辅助惯性导航定位，从而可以获得更好的定位效果。例如地图匹配技术、惯性传感器辅助定位等等。在室内定位迅速发展的前提下，地图匹配技术通过绘制室内地图模型，使人们更直观地确定自己的位置，并利用背景图修正行走过程中的误差，进一步提高室内定位的精度。

技术实现思路

[0005]为了解决现有室内GPS技术不精确、不稳定的问题，本技术提出了一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，可实现移动终端控制小车，不仅定位精度高，性能好，能够获取有效信息，从而实现室内GPS数据稳定。
[0006]本技术为解决其技术问题采用如下技术方案：
[0007]一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，包括树莓派处理单元、移动终端设备、惯性导航装置和电源模块，其中：所述树莓派处理单元与移动终端设备连接，所述移动终端设备与惯性导航装置连接，所述电源模块为各模块供电。
[0008]所述树莓派处理单元包括中央处理器，所述中央处理器与惯性导航装置连接。
[0009]所述中央处理器为BCM2837。
[0010]所述树莓派处理单元和移动终端设备通过USB数据传输线连接。
[0011]所述USB数据传输线至少包括A型USB插头或B型USB插头。
[0012]该系统还包括OLED显示屏，所述OLED显示屏与移动终端设备连接。
[0013]该系统还包括激光雷达，所述激光雷达与树莓派处理单元连接。
[0014]本技术的有益效果如下：
[0015]本技术提供的基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位（逆向惯性导航）的系统，在惯性导航的基础上，基于树莓派处理单元，实现了GPS定位数据的接收与显示，可以用于商场内部无人外卖运输、快递运输等方向。
[0016]本技术提供的基于逆向惯性导航的方法，是一种较为稳定的室内定位方案，不仅定位精度高，性能好，能够获取有效信息，从而实现室内GPS数据稳定。
附图说明
[0017]图1为实施例中基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统连接框图。
[0018]图2为实施例中基于树莓派与stm32串口通信电路连接示意图。
[0019]图3为实施例中基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统的小车室内定位流程图。
[0020]图4为实施例中基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统运行的流程图。
[0021]图5为实施例中的航迹推算算法框图。
[0022]图6为实施例中基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位定位系统整体架构图。
[0023]图7为实施例中基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统的导航定位流程图。
[0024]图8为实施例中树莓派接线图。
[0025]图9为实施例中OLED显示屏的显示图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图，对本技术作进一步的说明。
[0027]本技术提供一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，如图4所示，室内惯性导航是利用物体自身惯性导航装置，在无GPS信号及其他条件辅助下，读取物体自身姿态信息，判断其位置坐标、行进速度等。该系统包括树莓派处理单元、移动终端设备、惯性导航装置和电源模块，如图1所示，在小车上安装一个树莓派处理单元，所述树莓派处理单元与移动终端设备连接，所述移动终端设备与所述惯性导航装置连接，所述电源模块为树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位（逆向惯性导航）的系统供电。
[0028]其中，所述树莓派处理单元包括中央处理器，均与中央处理器相连的蓝牙设备、SD卡槽、USB接口、网线接口和电源接口。
[0029]如图3所示，小车进入室内并移动一段距离，在其移动的同时，通过惯性导航装置
计算小车的位置坐标，磁敏传感器获取方向信息，并将数据传输至中央处理器。通过逆向惯性导航算法计算出对应起始点的距离，并实时显示在OLED（有机电激光显示）屏上。
[0030]本技术还提供一种航迹推算算法，如图5所示，航迹推测PDR（行人航位推算）定位算法基于MEMS（微机电系统），具体算法流程见图2。根据步行过程中的步态特征，通过传感器获取的加速度数据，结合磁敏传感器获取的方向信息，动态判断步行步数和步长。
[0031]本技术还提供一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统整体架构图，如图6所示，该软件是基于室内环境中GPS信号不能到达，也不能借助其它手段进行辅助的前提下，依靠移动终端设备自身自带传感器，实现室内定位功能。该软件由导航定位界面、测试界面、用户信息界面三部分组成。
[0032]如图7所示，本软件是基于惯性导航的室内定位技术，根据行人航迹推测算法以及逆向惯性导航算法实现实时室内定位和路径导航功能。
[0033]如图8所示为树莓派接线图，串口通信的接线顺序为VCC接VCC，GND接GND，TX接RX，RX接TX。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，其特征在于，包括树莓派处理单元、移动终端设备、惯性导航装置和电源模块，其中：所述树莓派处理单元与移动终端设备连接，所述移动终端设备与惯性导航装置连接，所述电源模块为各模块供电。2.根据权利要求1所述的一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，其特征在于，所述树莓派处理单元包括中央处理器，所述中央处理器与惯性导航装置连接。3.根据权利要求2所述的一种基于树莓派与北斗/GPS定位卫星的室内模糊定位系统，其特征在于，所述中央处理器为BCM2837。4.根据权利要求1所述的一种基于树莓派与北斗/GP...

【专利技术属性】
技术研发人员：张雨辰，朱艳萍，万理，孙绣程，徐菲，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：新型
国别省市：