技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种
定位系统，尤其涉及一种基于航位推测的目标轨迹监视装置，属于
软件开发工具技术领域。
背景技术
[0002] 现在社会上仍然存在很多安全隐患，比如儿童走失，监狱中犯人逃脱等问题。现在大家都有很强的安全意识，且监狱防御系统也很成熟，但儿童走失和犯人逃脱现象依然存在。虽然社会已经逐渐完善
监控系统，可以调动全网追踪，但仍有很多盲区和不足，即使监控的再全面，也仍防止不了犯罪者的藏匿和阻碍及时找到丢失的儿童。随着科技的进步，定位系统也逐渐问世，并且趋于成熟，但是利用定位系统定位室内行人轨迹及定位具体
位置这一技术仍然空缺。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于采用航位推测的方法实现定位，克服了现有GPS技术室外定位要求的不足，能够解决GPS失效情况下，例如儿童走失、监狱中犯人逃脱等社会问题。
[0004] 本实用新型的目的是通过如下措施来实现的：包括数据
服务器、安全管理器、移动管理APP和监视端设备；所述监视端设备包括三轴
加速度
传感器、三轴
磁强计、
陀螺仪、位置估计
控制器和蓝牙发射器，所述三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪分别与位置估计控制器连接，所述位置估计控制器与蓝牙发射器连接，所述监视端设备通过蓝牙与数据服务器连接，所述的据服务器通过蓝牙与安全管理器连接，所述移动管理APP通过网络通信与数据服务器连接，所述的安全位置管理器包括报警器。
[0005] 在本实用新型的一种实施方式中，所述三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪用于获取定位数据，所述蓝牙发射器用于将定位数据传送至数据服务器。
[0006] 在本实用新型的一种实施方式中，所述三轴加速度传感器提供迈步事件检测和步长估计；所述三轴磁强计和陀螺仪提供航向方向估计。
[0007] 在本实用新型的一种实施方式中，所述监视端设备由监视对象所携带，所述位置估计控制器用来融合三轴加速度传感器、三轴磁强计和陀螺仪的数据，并利用相应
算法生成监视对象的实时位置，其中，所述相应算法可参考文献“Kang W,Han Y.SmartPDR:Smartphone-Based Pedestrian Dead Reckoning for Indoor Localization[J].IEEE Sensors Journal,2015,15(5):2906-2916”。
[0008] 在本实用新型的一种实施方式中，所述位置估计控制器通过
单片机实现功能。
[0009] 在本实用新型的一种实施方式中，所述单片机的型号优选为ATmega2560。
[0010] 在本实用新型的一种实施方式中，所述数据服务器用于接受监视对象实时位置坐标信息，同时判定对象坐标是否在安全范围内，并据此决定是否发出报警信息；所用判断对象坐标是否在安全范围内的算法是现有的基于二维几何的线性规划算法，参考文献“陈星春.例析y＜kx+b在平面区域中的应用[J].中学数学,2004(6):32-32”，根据安全范围内设置监视对象活动范围的边界值，当接受监视对象的位置超出设定的边界值时，则判断为发出警报，反之，则无需发出警报。
[0011] 在本实用新型的一种实施方式中，所述移动管理APP见https://pan.baidu.com/s/1naJS1hsZrYBjwBclfcaqyQ，所述的移动管理APP包括报警管理和位置显示，所述报警管理为当移动管理APP通过网络通信接收到数据服务器发出的警报时，则显示警报状态，并依据数据服务器给出的数据显示被监视对象的位置，移动管理APP还提供了误报后的警报撤销操作
接口。
[0012] 在本实用新型的一种实施方式中，所述航位推测基于迈步事件检测和步长估计与航向方向估计计算得到移动位置关系，当检测到迈步动作后，更新目标位置并向数据服务端发送目标位置。
[0013] 在本实用新型的一种实施方式中，通过移动管理APP实时获取监视端设备的位置信息。
[0014] 在本实用新型的一种实施方式中，所述网络通信为公共网络通信。
[0015] 在本实用新型的一种实施方式中，所述蓝牙为蓝牙2.0、蓝牙3.0或蓝牙4.0，优选蓝牙4.0。
[0016] 本实用新型的目的是通过如下方法来实现的：监视端设备的三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪用于获取接受监视对象的定位数据，所述位置估计控制器收集数据并生成监视对象的实时位置，并将监视端设备的位置数据通过蓝牙设备发送至数据服务器，数据服务器将从监视端设备发来的位置数据，并将位置信息发送给移动管理APP，当位置超出安全领域时，数据服务器发出警报信息，并将信息分别通过蓝牙和网络通信传输给安全管理和移动管理APP，当安全管理器接收到数据服务器发出警报信息时，报警器发出警报，同时，移动管理APP接收到报警信息，并显示出接受监视对象的位置信息。
[0017] 本实用新型的优点：
[0018] (1)在本实用新型中，三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪已经广泛运用于市场，利用三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪实现定位实用性强；蓝牙传输技术基本成熟，数据传输稳定，在小范围内，能够保障
信号无差错传输。实用性强、安全性高，市场开发前景广阔。
[0019] (2)在本实用新型中，利用三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪实现了用户目标的航位推测，该系统室内外环境均可使用，克服了传统GPS系统在室内不适用的缺点。
[0020] (3)本实用新型中，利用网络通信可以对监视对象的位置进行实时监控，以APP界面的形式反馈给监护者信息，给用户良好体验，对用户友好。
[0021] (4)在本实用新型中，系统在数据服务器预先设好监视对象的室内活动边界，当被监视对象位置超出安全范围时，警报器能够及时发出警报，给监护者发送警报信号，使得监护者能够及时做出反应，具有即时信息反馈和提醒的功能。
附图说明
[0022] 图1为基于航位推测的监视系统中监视端设备的示意图。
[0023] 图2为一种基于航位推测的目标轨迹监视系统基本
框图。
具体实施方式
[0024] 为使本实用新型
专利实现上述目的、特征和优点且能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本实用新型专利作进一步详细的说明。
[0026] 如图2所示，一种基于航位推测的目标轨迹监视装置，包括数据服务器、安全管理器、移动管理APP和监视端设备；所述监视端设备包括三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪、位置估计控制器和蓝牙发射器，所述三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪分别与位置估计控制器连接，所述位置估计控制器与蓝牙发射器连接，所述监视端设备通过蓝牙与数据服务器连接，所述的据服务器通过蓝牙与安全管理器连接，所述移动管理APP通过网络通信与数据服务器连接，所述的安全位置管理器包括报警器。
[0027] 优选的，所述三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪用于获取定位数据，所述蓝牙发射器用于将定位数据传送至数据服务器。
[0028] 优选的，所述三轴加速度传感器提供迈步事件检测和步长估计；所述三轴磁强计和陀螺仪提供航向方向估计。
[0029] 优选的，所述数据服务器用于监视对象位置安全检测。
[0030] 优选的，所述监视端设备由监视对象所携带，所述位置估计控制器用来融合三轴加速度传感器、三轴磁强计和陀螺仪的数据，并利用相应算法生成监视对象的实时位置，其中，所述相应算法可参考文献“Kang W,Han Y.SmartPDR:Smartphone-Based Pedestrian Dead Reckoning for Indoor Localization[J].IEEE Sensors Journal,2015,15(5):2906-2916”。
[0031] 优选的，所述位置估计控制器通过单片机实现功能，所述单片机的型号优选为ATmega2560。
[0032] 优选的，所述移动端系统管理APP见https://pan.baidu.com/s/1naJS1hsZrYBjwBclfcaqyQ，所述的移动端系统管理APP包括报警管理和位置显示。
[0033] 优选的，所述用于航位推测的算法基于迈步事件检测和步长估计与航向方向估计计算得到移动位置关系。
[0034] 优选的，所述数据服务器用于接受监视对象实时位置坐标信息，同时判定对象坐标是否在安全范围内，并据此决定是否发出报警信息；所用判断对象坐标是否在安全范围内的算法是现有的基于二维几何的线性规划算法，参考文献“陈星春.例析y＜kx+b在平面区域中的应用[J].中学数学,2004(6):32-32”，根据安全范围内设置监视对象活动范围的边界值，当接受监视对象的位置超出设定的边界值时，则判断为发出警报，反之，则无需发出警报。
[0035] 优选的，所述移动管理APP见https://pan .baidu .com/s/1naJS1hsZrYBjwBclfcaqyQ，所述的移动管理APP包括报警管理和位置显示，所述报警管理为当移动管理APP通过网络通信接收到数据服务器发出的警报时，则显示警报状态，并依据数据服务器给出的数据显示被监视对象的位置，移动管理APP还提供了误报后的警报撤销操作接口。
[0036] 优选的，所述网络通信为互联网通信。
[0037] 优选的，所述蓝牙为蓝牙2.0、蓝牙3.0或蓝牙4.0。
[0038] 具体流程如下，如
流程图所示，监视端设备的三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪用于获取接受佩戴装置人员的定位数据，所述位置估计控制器收集数据，对加速度、磁
角变化加速度数据、倾角变化加速度数据确定步长、航向估计等因素，进而得到佩戴装置人员的位置信息，并将监视端设备的位置数据通过蓝牙设备发送至数据服务器，数据服务器将从监视端设备发来的位置数据，并将位置信息发送给移动管理APP，当位置超出安全领域时，数据服务器发出警报信息，并将信息分别通过蓝牙和网络通信传输给安全管理和移动管理APP，当安全管理器接收到数据服务器发出警报信息时，报警器发出警报，同时，移动端系统管理APP可以管理数据服务器传输过来的信息，可以随时获取佩戴监视设备的人员的安全状态和位置，可以改变报警器状态，通过航位推测可以随时获取佩戴装置人员位置信息，防止佩戴装置人员超出安全范围，并可以进行追踪。
[0039] 本实用新型的目标轨迹监视装置可以应用于痴呆老人、儿童、罪犯等多个群体。
[0040] 实施例2
[0041] 对监狱中的罪犯进行监视。
[0042] 在监狱中的室内环境下，传统的GPS定位系统不再适用。本系统在罪犯身上佩戴监视端装置，记录融合传感器信息得到罪犯位置信息，并将位置信息传输到数据服务器。
[0043] 所述监视装置，包括数据服务器、安全管理器、移动管理APP和监视端设备；所述监视端设备包括三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪、位置估计控制器和蓝牙发射器，所述三轴加速度传感器、三轴磁强计、陀螺仪分别与位置估计控制器连接，所述位置估计控制器与蓝牙发射器连接，所述监视端设备通过蓝牙4.0与数据服务器连接，所述的据服务器通过蓝牙4.0与安全管理器连接，所述移动管理APP通过公共网络通信与数据服务器连接，所述的安全位置管理器包括报警器。
[0044] 一旦罪犯进行越狱或者进入不允许区域，即超出所设安全范围，数据服务器将产生报警判断，并在移动端系统管理APP上显示，同时，安全管理器接收数据服务器发出的警报信息，报警器响应并发出警报。通过移动端系统管理APP接收到报警信息，管理人员能够及时发现罪犯的越狱行为并及时展开追捕，本实用新型的目标轨迹监视装置可以有效降低罪犯越狱几率并降低监狱运行成本。
[0045] 虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本实用新型的保护范围应该以
权利要求书所界定的为准。
