多功能智能室內(nèi)定位導(dǎo)航儀設(shè)計(jì)案例

　　三、方案設(shè)計(jì)

　　3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理(除圖片外需有文字介紹)

　　3.1.1定位實(shí)現(xiàn)方法:

　　STEVAL實(shí)驗(yàn)板提供LSM303DLH(六軸地磁模塊)和LPR430AL(兩軸橫滾俯仰陀螺儀) LY330ALH(一軸偏航陀螺儀)，利用六軸地磁模塊中的三軸加速度傳感器測量間隔一定短時(shí)間間隔后的相對板平面的加速度，并且利用

　　坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換公式：

　　其中分別是沿x，y，z三個(gè)方向在短時(shí)間內(nèi)的轉(zhuǎn)過的夾角，不斷的利用以上轉(zhuǎn)換公式可以得到當(dāng)前實(shí)驗(yàn)板坐標(biāo)系和真實(shí)空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)動關(guān)系，利用可以逆向推導(dǎo)出，(在真實(shí)空間坐標(biāo)系中的三個(gè)速度分量)，再利用這三個(gè)速度分量可以計(jì)算出位移，從而實(shí)現(xiàn)在定位。

　　3.1.2導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)方法：

　　由于具體路線的計(jì)算都集中在手機(jī)中，而傳感器部分僅負(fù)責(zé)信息的采集，而手機(jī)的計(jì)算，顯示功能都十分的強(qiáng)我們可以將比較復(fù)雜的地圖和算法應(yīng)用在手機(jī)中。

　　而Android手機(jī)一般是大屏幕觸摸，終點(diǎn)確定，位置校準(zhǔn)都很方便，導(dǎo)航是需要有點(diǎn)考慮的地方。

　　我們的地圖在手機(jī)的存儲中分為兩層，底層存儲的是地圖的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，可以根據(jù)如今的位置，使用最短路徑算法等路徑算法找到要提示的行進(jìn)方向。而頂層存儲的是地圖的顯示路徑，可以在屏幕上進(jìn)行顯示并進(jìn)行引導(dǎo)。而在行進(jìn)過程中也要通過傳感器確定使用者的運(yùn)動方向和位置進(jìn)行實(shí)時(shí)計(jì)算，提示出最新的引導(dǎo)方向。

　　3.1.3 RFID校正：

　　由于系統(tǒng)是開環(huán)系統(tǒng)，定位的方法利用加速度計(jì)算位移，角速度確定轉(zhuǎn)動方向的方法來最終獲取位移信息從而獲得位置信息，但是在實(shí)際中會出現(xiàn)以下問題：1、線加速度和角速度的獲取是間隔采樣獲得 2、實(shí)際情況中采用的是差分求和而不是積分會引入誤差 3、在獲取轉(zhuǎn)動方向的時(shí)候默認(rèn) 等價(jià)，但在實(shí)際中不等價(jià)，因?yàn)楹暧^的角度并非矢量4、傳感器本身誤差的存在

　　考慮到誤差隨著時(shí)間和位移的積累會大到有明顯影響，所以需要進(jìn)行校正：1)射頻標(biāo)簽來進(jìn)行校正：在室內(nèi)的固定地點(diǎn)放入射頻標(biāo)簽，實(shí)驗(yàn)板上加入RFID reader模塊，當(dāng)?shù)竭_(dá)指定地點(diǎn)是，用戶可通過刷卡形式進(jìn)行校正。在進(jìn)一步設(shè)計(jì)中可以考慮使用在固定地點(diǎn)放入大功率信號發(fā)射器，在用戶路過時(shí)自動接收信號進(jìn)行校正。

　　2)人工校正：用戶可以通過手機(jī)在觀察到特定位置后可以自行校正，在比較容易識別的特殊位置，用戶可以通過觸屏進(jìn)行校正，從而輔助射頻校正，實(shí)現(xiàn)更好的校正效果

　　圖3.1.1 硬件架構(gòu)圖

　　圖3.1.2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖