高自主性室內定位系統研究及仿真

趙 賓（南京航空航天大學金城學院，南京 211156）

高自主性室內定位系統研究及仿真

趙 賓
（南京航空航天大學金城學院，南京 211156）

本文研究基于MEMS傳感器的室內定位系統，實現一種完全自主無盲區，具有數據采集、數據處理以及顯示終端的高自主性室內定位系統，本系統為基于微慣性傳感器的室內定位提供了一種簡單而有效的方法，并可進一步推廣應用。

室內定位系統；自主性；MEMS

0　引言

在現實生活中，越來越多的場景需要使用到室內定位技術。市場上具有導航定位功能的產品主要依靠GPS系統，而GPS信號對環境較敏感，在室內環境中信號會被遮擋而嚴重影響定位結果。本文設計了一種基于微慣性傳感器的定位導航系統來解決上述缺陷，具有重要的實際意義和實用價值。

1　定位原理及軟件設計

本文采用C語言對捷聯慣性導航算法進行仿真分析，其中姿態解算為四元素法。通過標準航跡解算得到加速度計和陀螺儀信息，傳遞給定位算法進行解算得到定位結果，并與標準航跡進行對比，驗證算法的精度。經仿真，本定位算法在理論上具有足夠的精度，可進一步與硬件平臺進行聯調。

圖1　定位算法精度驗證框圖

2　硬件平臺設計

本系統下位機傳感器測量模塊為MPU-6050 MEMS傳感器，是由三軸MEMS加速度計與三軸MEMS陀螺儀構成的微慣性測量單元，實時測量得到傳感器信息，包括加速度和角速度信息。傳感器數據由串口從下位機向上位機發送，上下位機之間直接通過電纜進行連接。通過對MEMS芯片的調試與實驗，對整個硬件框架進行修改與完善，搭建完成了一個完整的硬件平臺；在此基礎上，編寫串口和數據處理程序，對數據的接收和處理進行調試，完成數據的接收和處理。

3　系統軟硬件聯調

圖2　室內定位系統聯調結果

在上述算法驗證和硬件搭建的基礎上，進行系統的聯調，將硬件平臺采集到的IMU數據傳送到定位軟件中進行解算得到定位結果，并基于MFC實現定位結果的可視化顯示，進行數據和圖像實時的顯示。原始傳感器數據和定位數據同時以文件的形式存儲在計算機中，方便用戶后期分析使用。

4　小結

本文調試完成室內定位系統的軟硬件設備，滿足實時性要求，并實現定位系統友好的人機交互界面，定位數據和信息的圖形顯示，可進一步推廣應用。

［1］楊輝.基于MEMS傳感器的高精度行人導航算法研究［D］.廈門大學，2014.

［2］萬駿煒，曾慶化等.行人慣性導航系統平臺設計與實現［J］.計算機應用與軟件，2014，32（2），45-47.

［3］錢偉行，朱欣華.基于足部微慣性/地磁測量組件的個人導航方法［J］.中國慣性技術學報，2012，20（5），567-572.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.202

趙賓（1985-），女，江蘇徐州人，碩士，講師，主要從事民航電子電氣方面的研究。