发明名称 一种室内定位的方法及系统
摘要 本发明公开了一种室内定位的方法及系统,通过基于手机接收声波信号时多普勒效应产生的频率偏移和相位偏移,计算移动终端与扬声器之间的距离,从而实现了对移动终端的实时定位;该方案不需要加装任何特殊装置即可完成定位,成本较低,且定位精度较高。
申请公布号 CN103257338B 申请公布日期 2015.03.25
申请号 CN201310143233.2 申请日期 2013.04.23
申请人 中国科学技术大学 发明人 黄文超;熊焰;王行甫
分类号 G01S5/26(2006.01)I 主分类号 G01S5/26(2006.01)I
代理机构 北京凯特来知识产权代理有限公司 11260 代理人 郑立明;赵镇勇
主权项 一种室内定位的方法,其特征在于,该方法包括:移动终端以晃动的方式接收来自各个方向的扬声器发送的指定频率的声波,并计算移动终端晃动时每一扬声器声波信号的多普勒频率偏移量;根据计算到的每一扬声器声波信号的多普勒频率偏移量及移动终端在世界坐标系下的速度矢量,获得每一扬声器声波信号的方向矢量,并根据扬声器声波信号的方向矢量及对应扬声器的位置计算移动终端在室内的初始位置信息;其中,根据每一扬声器声波信号的多普勒频率偏移量计算该移动终端的与每一扬声器间的相对速度v,其公式为:<img file="FDA0000585810130000011.GIF" wi="255" he="133" />其中,V<sub>a</sub>为声波信号的传播速度;f<sub>a</sub>为对应扬声器发送声波信号的频率;f为多普勒偏移量;计算所述移动终端在世界坐标系下的速度矢量的步骤包括:利用移动终端中的加速度传感器与陀螺仪进行采样,计算得到世界坐标系下的加速度矢量a<sub>x</sub>、a<sub>y</sub>与a<sub>z</sub>;根据世界坐标系下的加速度矢量a<sub>x</sub>、a<sub>y</sub>与a<sub>z</sub>估算世界坐标系下的速度矢量v<sub>x</sub>、v<sub>y</sub>与v<sub>z</sub>;获取当前时刻移动终端与每一扬声器声波信号的相位偏移量,根据移动终端在室内的所述初始位置信息,以及该移动终端与每一扬声器声波信号的相位偏移量,计算当前时刻移动终端到每一扬声器的距离,获得该移动终端在当前时刻的位置信息;其步骤包括:根据移动终端的初始位置信息与每一扬声器的位置信息,计算得到移动终端到每一扬声器的初始距离;根据当前时刻每一扬声器声波信号的相位偏移量计算,每一扬声器声与移动终端的相对位移s,其公式为:<maths num="0001" id="cmaths0001"><math><![CDATA[<mrow><mi>s</mi><mo>=</mo><mfrac><msub><mi>V</mi><mi>a</mi></msub><mrow><mn>2</mn><mi>&pi;</mi><msub><mi>f</mi><mi>a</mi></msub></mrow></mfrac><mi>p</mi><mo>;</mo></mrow>]]></math><img file="FDA0000585810130000012.GIF" wi="307" he="140" /></maths>其中,V<sub>a</sub>为声波信号的传播速度;f<sub>a</sub>为对应扬声器发送声波信号的频率;p为相位偏移量;根据所述移动终端到每一扬声器的初始距离及对应的相对位移,计算当前时刻该移动终端到每一扬声器的距离;根据每一扬声器的位置信息,及当前时刻与移动终端的距离,计算移动终端的在当前时刻的位置信息。
地址 230026 安徽省合肥市包河区金寨路96号