室内定位导航仪设计实现

一、项目概述

1.1 项目摘要

目前，在一些大型商场或会场中，仅存在室内场所的平面图，但对于大部分人来说，要在短时间内通过平面图找到一条方便快捷的路径到达目的地不是一件很轻松的事情。本方案基于意法半导体公司提供的iNEMO平台，设计了一款更人性化的、更方便快捷的、应用于大型室内场所的多功能导航仪。该导航仪主要有定位、校准、导航等功能，主要实现是通过STEVAL-MK1062V2实验板上的三轴陀螺仪测量角速度来确定方向，通过地磁模块的线性加速度传感器来确定位移，通过温度传感器以及气压传感器来读取数据，通过Wi-Fi传输数据，最终通过Android智能手机进行计算，并把结果显示出来。相较于平面图，本导航仪可以使用户得到更个性化、更方便简洁的可跨楼层的定位导航服务。

1.2 项目背景/选题动机

目前，越来越多的大型商场或会场新建起来，这其中琳琅满目的服饰品牌、餐饮、电玩城、电影等等购物娱乐场所，特定场合的优惠活动……这些都无一不吸引着顾客，这也导致商场中一些越来越常见的问题：

如何在人山人海中找到一条方便快捷的途径到达目的地而无需通过平面图？

如何在不同楼层间实现最短时间和最短路径？

若和同伴走失如何在最短时间内通过最方便途径找到对方？

在发生紧急情况下，如何最快最有效的逃离现场？

无疑，在这类型场所中，如何快速的定位导航对于顾客来说是个十分重要的问题。纵使有平面图的存在，仍然需要通过一系列的分析才可得出结论。若还考虑到跨楼层问题，还需考虑跨楼层方式所用的时间以及速度。由此我们希望可以有个更加“智能”的导航工具来指引我们更快更方便的到达目的地。本导航仪为顾客显示更精确的方向、距离，提供最优途径，从而减少顾客在定位导航上所花的时间。

在计算终端和显示模块的选择上，我们考虑使用智能手机作为本次项目的终端，并选取具有android开发平台的智能手机。智能手机具有便携、运算速度快、外观绚丽、开发方便、使用人群多等特点，便于传感器数据的处理，以及软件的推广。并且2011年初数据显示，仅正式上市两年的操作系统Android已经超越称霸十年的塞班系统，使之跃居全球最受欢迎的智能手机平台。

Android的优势有以下几点：

开放性：开发的平台允许任何移动终端厂商加入到Android联盟中来。显著的开放性可以使其拥有更多的开发者，有利于积累人气。

挣脱束缚：用户可以更加方便地连接网络，运营商的制约减少。

丰富的硬件：由于Android的开放性，众多的厂商会推出千奇百怪，功能特色各具的多种产品。功能上的差异和特色，却不会影响到数据同步、甚至软件的兼容。

开发商：Android平台提供给第三方开发商一个十分宽泛、自由的环境。因此不会受到各种条条框框的阻挠。

Google应用：Android平台手机将无缝结合优秀的Google服务。

综合以上考虑因素，我们决定在android平台上进行数据的处理与效果显示。与此同时，我们希望能拓展部分功能如语音识别，音频提示等等类似于“导盲犬”的功能。

二、需求分析

2.1 功能要求

1. 实时采集当前的环境信息，以满足使用者对于了解当前环境的需求。

2. 实时采集使用者的速度信息，用于对使用者位置状态的更新。

3. 能够进行地图的存储和更新，并根据使用者的位置和目的地的信息，对使用者的行进方向进行引导。

4. 实现实验板和Android智能手机端点对点Wi-Fi通信，确保采集信息能及时准确传输到手机端。

5. 良好的显示模块，可以让各种信息有条不紊的在Android平台显示。

6. 校正功能，进行基准位置识别以提高定位精度。

2.2 性能标准

1. 对于环境温度的检测误差不超过0.5°。

2. 测量速度精确，最后对使用者位置的识别在距离校正点200m不超过10m。

3. 导航时对于道路和行驶方向的识别准确有效。

4. 对楼梯和电梯进行导航时对于道路和行驶方向的识别准确有效。识别。

5. 导航时能够识别楼内的复杂环境，对存在不同道路时能够进行智能选路。

6. 手机端实时位置显示无明显延迟。