一种室内高精度盲人导航系统
专利汇可以提供一种室内高精度盲人导航系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种室内盲人 导航系统 ，系统包括 定位 服务器 、导盲基站、导盲终端、上位机综合管理 软件 ；导盲终端集成了MEMS惯性测量组件，能过测量载体三轴 加速 度、 角 加速度 信息，并实时传给定位服务器；实时定位子系统采用基于MEMS惯性器件的个人导航 算法 ，采用融合室内地图的回溯粒子滤波算法修正惯性导航中的航向漂移；在特殊点采用无线电定位，当检测到盲人到达特殊点时，用特定点的坐标修正惯导的 位置 漂移；结合位置信息以及目的地信息，定位服务器规划一条最优的路径，并将这一路径的控制指令实时的发给求助者；求助者携带的导盲终端收到控制指令后在语音库中查找对应的语音信息，通过语音播报的形式实现导航功能。，下面是一种室内高精度盲人导航系统专利的具体信息内容。
1.一套基于惯导及无线电技术的室内盲人导航系统，其特征在于：
系统包括定位服务器、导盲基站、导盲终端、上位机综合管理软件。
导盲终端集成了MEMS惯性测量组件，能过测量载体三轴加速度、角加速度信息，并实时传给定位服务器。
实时定位子系统采用基于MEMS惯性器件的个人导航算法，采用融合室内地图的回溯粒子滤波算法修正惯性导航中的航向漂移。
盲人携带的导盲终端会实时向外广播无线信号，当该无线信号被导盲分站接收到之后，就能把该导盲终端的ID号以及无线信号强度都传送给定位服务器，定位服务器再基于高精度定位算法实现位置解算，从而得到每个盲人的实时位置。
结合位置信息以及目的地信息，定位服务器规划一条最优的路径，并将这一路径的控制指令实时的发给求助者。
求助者携带的导盲终端收到控制指令后在语音库中查找对应的语音信息，通过语音播报的形式实现导航功能。
2.根据权利要求1所述的基于MEMS惯性器件的个人导航算法，其特征在于：
所述零速检测方法，采用加速度模值方差、加速度模值、角速度模值相结合的阈值判别法。
零速检测触发卡尔曼滤波，每一步中零速间隔的开始时刻触发卡尔曼滤波器，卡尔曼滤波的离散时间不固定，以每一步持续的时间为卡尔曼滤波的离散时间。当检测到每一步零速间隔的开始时刻tk时，更新卡尔曼滤波并将估计结果反馈给系统。
所述卡尔曼滤波估计用δr＝δv*Δt来近似位置误差，Δt为步行中每一步的运动持续时间，δv表示速度误差。
3.根据权利要求1所述的基于MEMS惯性器件的个人导航算法，其特征在于：
所述粒子滤波是在零速检测的基础上将SINS解算轨迹逐步分割，估计出每一步的步长lk和航向角改变量Δψk。
底层卡尔曼滤波的离散时间是对应每一步持续的时间，tk时刻底层卡尔曼滤波修正后的位置为 航向为
利用零速检测算法，当判断在k时刻一步运动结束时触发粒子滤波器在k时刻的更新。
4.根据权利要求3所述的粒子滤波算法，其特征在于：
所述融合室内地图的回溯粒子滤波器(Particle Filter Based)，是一种基于粒子历史轨迹来修正粒子状态的滤波方法，当检测到当前粒子为无效粒子时，回溯到上一步从新更新粒子。
融入室内地图信息后使BPF受到墙面信息的限制。如果相邻两步粒子的连线与地图信息中的墙壁有交点，回溯到上一步从新生成新粒子。经若干次尝试后生成的新粒子仍然穿墙就将其标记为无效粒子。
5.根据权利要求1所述的基于MEMS惯性器件的个人导航算法，其特征在于：
所述粒子滤波算法，选取具有先验性质的状态转移密度函数 作为重要性概率密度函数。
在有效粒子数Neff≤0.7*N时引入重采样算法限制粒子退化现象，其中N表示粒子总数。
粒子权重 结合欧氏相似度与余弦相似度原理 可按
下式表示： 其中，L为tk时刻第i个粒子位置与底层卡尔曼修
正后的位置间的距离。θ为tk时刻的一步量测航向角 与第i个粒子的航向角之差。
6.如权利要求1所述的定位服务器，其特征在于：
包含高精度定位算法、路径规划算法、以及点对点的广播算法，可将导航信息发送到离求助者最近的定位基站，定位基站以无线的形式将导航信息发送给对应的导盲终端，高精度定位算法中在特定位置点处用无线电定位来修正惯导的位置漂移。
7.如权利要求1所述导盲终端，其特征在于：
包含存储模块、微处理器、无线发送接收模块、存储模块、语音模块、MEMS姿态测量模块。
8.如权利要求1所述上位机综合管理软件，其特征在于：
所述上位机综合管理软件提供了盲人导航的综合管理功能，主要实现盲人定位系统的管理及显示，包括但不限于如下功能：人员管理、定位引擎运行前的各种配置管理、定位结果的显示以及日志(Log)数据库的管理等，在监控中心上位机上输入任意选定盲人的终端编号，可以显示该盲人的实时位置信息，并可按照时间段对指定人员的行走轨迹进行历史回放显示等。
9.如权利要求1所述定位子系统，其特征在于：
系统可以实现对佩戴导盲终端的盲人不间断地实时精确定位与跟踪，采用可视化电子地图作为显示平台，直观地显示所有盲人的实时动态情况，系统可以根据实际场景、人员密度等自适应选择定位算法。
10.如权利要求1所述路径控制指令，其特征在于：
当导盲终端收到导航控制指令时，微处理器进行解码后在存储器中查询对应的音频信息，并将其发送给语音模块，通过扬声器播放给盲人提供实时的导航信息。
一种室内高精度盲人导航系统
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