1、基于智能終端的測姿與基于智能終端的測姿與自主定位系統自主定位系統 重慶郵電大學重慶郵電大學傳感器件與系統創新團隊傳感器件與系統創新團隊報告人：劉報告人：劉 宇宇 教授教授Email: Email: LLTel:el:用智能終端進行測姿與自主定位的應用背景采用智能終端進行測姿與自主定位的應用背景采用智能終端進行測姿與自主定位的應用背景采用智能終端進行測姿與自主定位的應用背景 紅外線技術紅外線技術藍牙技術藍牙技術WIFI技術技術目前出現的一些室內定位技術目前出現的一些室內定位技術超聲波技術超聲波技術 Motion sensor(加速度傳感器、陀螺

2、儀傳感器、磁力計傳感器加速度傳感器、陀螺儀傳感器、磁力計傳感器) 在在智能手機上已經普及，而且都有了簡單的應用，但是氣壓傳感器還智能手機上已經普及，而且都有了簡單的應用，但是氣壓傳感器還未普及，并未有特定應用；未普及，并未有特定應用； Hillcrest/movea/專業算法公司都提供了一整套的解決方案，但是專業算法公司都提供了一整套的解決方案，但是并不完善，正在發展中。其中并不完善，正在發展中。其中Movea公司的室內導航在公司的室內導航在MWC上做上做了展示，當保持手機穩定姿態室內行走了展示，當保持手機穩定姿態室內行走1Km，精度達到，精度達到15m； 國內高校有多種無線技術可以進行室內定

3、位，包括國內高校有多種無線技術可以進行室內定位，包括RFID、IR、UW、Bluetooth、UWB和和WLAN，它們都，它們都 是利用定位網絡，通過接收是利用定位網絡，通過接收到的信號參數，根據特定的算法，對個人或者物體在某一時刻所處到的信號參數，根據特定的算法，對個人或者物體在某一時刻所處的位置進行測量。；的位置進行測量。； 射頻識別射頻識別(RFID)定位技術定位技術 基于信號強度分析法，采用聚合算法對基于信號強度分析法，采用聚合算法對三維空間進行定位。優點是標識的體積比較小，造價比較低，但是三維空間進行定位。優點是標識的體積比較小，造價比較低，但是作用距離近，不具有通信能力，而且不便整

4、合到其他的系統之中。作用距離近，不具有通信能力，而且不便整合到其他的系統之中。采用該技術的代表有采用該技術的代表有Spoton、Wavetrend和和Bewator Cotag等公等公司。司。 測姿與定位目前主要的技術手段測姿與定位目前主要的技術手段智能終端普及，三星、蘋果、中興、華為、微軟發力智能手機市場飛思博爾推出2*2*0.8mm推出Xtrinsic 6軸傳感器，融合了加速計、磁力計、具有高分辨率癿姿態傳感和航向技術InvenSense九軸(陀螺儀+加速器+電子羅盤)運動感測追蹤：(3x3x1mm)蘋果推出基于藍牙4.0癿iBeacon技術Hillcrest 推出Scoop Pointe

5、r空間輸入設備，用于Mac和PC，內置了6軸空間感應裝置，有磁性和慣性傳感器以色列Ituran基于地面定位測控系統，動態定位精度為米智慧圖基于Wi-Fi癿室內定位解決技術谷歌在印度市場推出癿室內地圖覆蓋印度22個城市癿75家流行室內場館邁外迪提供商用Wi-Fi網絡架構MTI,SBG,慣性尋航姿態傳感器 現有方案普遍存在的問題現有方案普遍存在的問題 需要對定位區域進行事先的布點需要對定位區域進行事先的布點需要多點配合，精度不高需要多點配合，精度不高受建筑物，障礙物影響大受建筑物，障礙物影響大算法復雜算法復雜成本高成本高自主慣性導航的優勢自主慣性導航的優勢 無需對定位區域進行事先的布點無需對定位區

6、域進行事先的布點自主定位功能，精度高自主定位功能，精度高不受外界環境影響，性能穩定不受外界環境影響，性能穩定完全軌跡復現完全軌跡復現成本低，體積小，受干擾小成本低，體積小，受干擾小微慣性傳感器測姿與自主定位技術優勢應用：大型建筑物應急疏散、精細化管理、災后救援、公共安全、大型辦公樓房間尋找、地下車庫車位尋找等。可與GPS和無線定位技術結合，實現高精度室內外無縫定位，為大型建筑物定位導航監控與應急服務管理提供技術支撐。是未來手持和便攜終端核心功能拓展的熱點。石油勘探石油勘探超市人員超市人員定位定位 井下救援井下救援 軍事訓練軍事訓練 仿真仿真變電站人變電站人員巡檢員巡檢 微慣性微慣性 傳感器傳感

7、器本項目的應用前景本項目的應用前景室內定位健康診斷與姿態有關的二次開發高精度姿態測量室內步長計算室內步數計算行為模式識別運動量統計基礎運動參數測量手勢識別運動游戲車庫位置找回本項目應用方案和方向本項目應用方案和方向本項目適用的室內定位應用領域本項目適用的室內定位應用領域1v國防軍事應用國防軍事應用v 在軍事建筑中，GPS信號無法覆蓋，在沒有WIFI等其他輔助條件下，只有通過慣性器件實現室內定位，通過在作戰人員身體上安裝定位儀，可以實時監測在軍事建筑中各個人員的位置情況，能夠及時反映戰場情況，方便指揮員統一指揮和及時改變作戰計劃，具有極其重要的軍事應用價值。本項目適用的室內定位應用領域本項目適用

8、的室內定位應用領域2v醫療衛生應用醫療衛生應用v 如今競爭異常激烈的醫療行業，能否提供最為優質的醫療服務成為各大醫院，醫療機構所面對的首要問題。隨時確定病人所處位置和病人的狀況，那么病人的安全就能得到進一步的保障。這對一些需要特殊照顧的病人和精神病患者來說無疑是非常周全的服務，在醫院中一些特殊病人，尤其是精神病患者常常走失，所以對這些病人采用定位技術是極其必要的，這種情況可以采用定位標簽，定位標簽一般采用腕帶狀，可以方便的佩戴在病患手腕上。整個標簽采用防撕技術，如果遭強行破壞，可主動報警，另外可以在腕帶上加入緊急按鈕，可以再突發情況下及時呼救。本項目適用的室內定位應用領域本項目適用的室內定位應

9、用領域3v商場展館應用商場展館應用v 現今商場分布在城市的各個角落，商場內分布著大量的店鋪，進入商場后顧客對商場的各個店鋪不熟悉，往往花費大量的時間尋找商家 。通過室內定位結合商場WIFI校準，能夠準確定位在商場中的各個店鋪的位置，同時可以顯示商鋪的信用，評價等信息。v 在展館中可以通過人員隨身攜帶室內定位儀，通過識別到各個展品的位置，可以語音介紹該展品的信息，具有重要的應用價值。本團隊開發的室內定位套件具備的獨到優勢和特點： 核心傳感器完全自主； 低成本，小體積，測量指標適應性廣泛； 核心算法完全自主開發設計，完全打破國外技術封鎖； 可機電一體化精密封裝和結構設計技術；1.具有自主知識產權的

10、定位算法，測量快速準確，性能穩定； 目前項目部分產品已經有應用示范單位；目前項目部分產品已經有應用示范單位； 獲得用戶的廣泛好評。獲得用戶的廣泛好評。本團隊優勢與特點高精度，高靈敏度微振動角速率傳感器的制造技術、性能優化技術和誤差補償技術：成熟成熟；快速方位計算智能算法及傳感器零位漂移和溫度補償技術：成熟成熟；傳感器采集、分析，智能控制及通信的一體化集成技術：成熟成熟；數據融合算法：成熟成熟；上述技術通過與中科院自動化研究所、東南大學、航天恒星科技股份有限公司產業園分公司、西安航天科技有限公司、武漢基深勘察研究所、上海力擎地質儀器有限公司、華為技術有限公司、國家公安部第一研究所、北京天融信網絡

11、安全技術有限公司、中國電子科技集團公司第五十四研究所、中國電子科技集團公司第二十六研究所等用戶測試和使用，能夠滿足用戶的使用要求，技術得到了嚴格檢驗和測試，某些技術性能指標達到或超過了用戶使用要求，得到了用戶的好評。申請相關專利申請相關專利1616項，獲授權項，獲授權6 6項項；1. 開發出傳感器和姿態儀相關產品20余個品種，10余年的行業研發經驗，良好的行業口碑。本團隊實力及成果案例案例1 1（華為手機室內定位）（華為手機室內定位）案例案例2 2（多家智能手機廠家與智能終端應用）（多家智能手機廠家與智能終端應用）v 邁外迪為小米投資的公司：邁外迪給商家免費布設WIFI上網服務，目前國內已經布

12、設2萬個AP ；為了提高全國布設速度，希望用戶自行安裝WIFI，在安裝AP前，通過采集用戶信息【攝像頭掃描室內空間，3D+慣性導航軌跡（動線或熱線）】傳遞至APP服務器，邁外迪提供遠程安裝建議 。v 北京資和信百貨商場有限公司：結合Beacon、自主定位、APP、地圖實現商場人員定位、監控、信息推送等業務。v 與重慶電信進行的4G鋪設及巡檢系統研制v 重慶“景匯潭”智慧旅游項目： 通過搭建PC端和移動終端的應用平臺實現景區景點介紹、語音導覽、旅游線路查詢、票務服務、周邊服務等功能，從而實現私人導游的功能。提供景區路徑定位和追蹤功能及自動景點導游語音播報功能。多年在固態振動慣性傳多年在固態振動慣

13、性傳感設計、封裝和應用方面感設計、封裝和應用方面的積累；的積累；固態振動角速率傳感器固態振動角速率傳感器的優良性能；的優良性能；核心技術完全自主；核心技術完全自主；基于慣性傳感器進行定基于慣性傳感器進行定位的完全自主性位的完全自主性較低的制造成本較低的制造成本一種基于單運放混沌電路的A/D 轉換器及其A/D 轉換方法（授權專利號：ZL201010248389.3）基于微石英角速率傳感器的隨鉆方位測量誤差補償方法（授權專利號：ZL20071009259.0）隨鉆測量系統（授權專利號：ZL200910104141.7）振梁式雙懸臂面支撐結構的振動梁陀螺（專利申請號：201010616509.0） 采用固態振動角速率傳感器組實現井下尋北的測量裝置（專利申請號：201010616546.1）二軸角速度傳感器（專利申請號：201110351343.9）全自動慣性傳感檢測路面平整度裝置及檢測方法（專利申請號：201210126698）采用擺動質量塊的框