多功能智能室內(nèi)定位導(dǎo)航儀設(shè)計(jì)案例

一、項(xiàng)目概述

1.1 項(xiàng)目摘要

目前，在一些大型商場(chǎng)或會(huì)場(chǎng)中，僅存在室內(nèi)場(chǎng)所的平面圖，但對(duì)于大部分人來說，要在短時(shí)間內(nèi)通過平面圖找到一條方便快捷的路徑到達(dá)目的地不是一件很輕松的事情。本方案基于意法半導(dǎo)體公司提供的iNEMO平臺(tái)，設(shè)計(jì)了一款更人性化的、更方便快捷的、應(yīng)用于大型室內(nèi)場(chǎng)所的多功能導(dǎo)航儀。該導(dǎo)航儀主要有定位、校準(zhǔn)、導(dǎo)航等功能，主要實(shí)現(xiàn)是通過STEVAL-MK1062V2實(shí)驗(yàn)板上的三軸陀螺儀測(cè)量角速度來確定方向，通過地磁模塊的線性加速度傳感器來確定位移，通過溫度傳感器以及氣壓傳感器來讀取數(shù)據(jù)，通過Wi-Fi傳輸數(shù)據(jù)，最終通過Android智能手機(jī)進(jìn)行計(jì)算，并把結(jié)果顯示出來。相較于平面圖，本導(dǎo)航儀可以使用戶得到更個(gè)性化、更方便簡(jiǎn)潔的可跨樓層的定位導(dǎo)航服務(wù)。

1.2 項(xiàng)目背景/選題動(dòng)機(jī)

目前，越來越多的大型商場(chǎng)或會(huì)場(chǎng)新建起來，這其中琳瑯滿目的服飾品牌、餐飲、電玩城、電影等等購物娛樂場(chǎng)所，特定場(chǎng)合的優(yōu)惠活動(dòng)……這些都無一不吸引著顧客，這也導(dǎo)致商場(chǎng)中一些越來越常見的問題：

如何在人山人海中找到一條方便快捷的途徑到達(dá)目的地而無需通過平面圖？

如何在不同樓層間實(shí)現(xiàn)最短時(shí)間和最短路徑？

若和同伴走失如何在最短時(shí)間內(nèi)通過最方便途徑找到對(duì)方？

在發(fā)生緊急情況下，如何最快最有效的逃離現(xiàn)場(chǎng)？

無疑，在這類型場(chǎng)所中，如何快速的定位導(dǎo)航對(duì)于顧客來說是個(gè)十分重要的問題?？v使有平面圖的存在，仍然需要通過一系列的分析才可得出結(jié)論。若還考慮到跨樓層問題，還需考慮跨樓層方式所用的時(shí)間以及速度。由此我們希望可以有個(gè)更加“智能”的導(dǎo)航工具來指引我們更快更方便的到達(dá)目的地。本導(dǎo)航儀為顧客顯示更精確的方向、距離，提供最優(yōu)途徑，從而減少顧客在定位導(dǎo)航上所花的時(shí)間。

在計(jì)算終端和顯示模塊的選擇上，我們考慮使用智能手機(jī)作為本次項(xiàng)目的終端，并選取具有android開發(fā)平臺(tái)的智能手機(jī)。智能手機(jī)具有便攜、運(yùn)算速度快、外觀絢麗、開發(fā)方便、使用人群多等特點(diǎn)，便于傳感器數(shù)據(jù)的處理，以及軟件的推廣。并且2011年初數(shù)據(jù)顯示，僅正式上市兩年的操作系統(tǒng)Android已經(jīng)超越稱霸十年的塞班系統(tǒng)，使之躍居全球最受歡迎的智能手機(jī)平臺(tái)。

Android的優(yōu)勢(shì)有以下幾點(diǎn)：

1. 開放性：開發(fā)的平臺(tái)允許任何移動(dòng)終端廠商加入到Android聯(lián)盟中來。顯著的開放性可以使其擁有更多的開發(fā)者，有利于積累人氣。

2. 掙脫束縛：用戶可以更加方便地連接網(wǎng)絡(luò)，運(yùn)營商的制約減少。

3. 豐富的硬件：由于Android的開放性，眾多的廠商會(huì)推出千奇百怪，功能特色各具的多種產(chǎn)品。功能上的差異和特色，卻不會(huì)影響到數(shù)據(jù)同步、甚至軟件的兼容。

4. 開發(fā)商：Android平臺(tái)提供給第三方開發(fā)商一個(gè)十分寬泛、自由的環(huán)境。因此不會(huì)受到各種條條框框的阻撓。

5. Google應(yīng)用：Android平臺(tái)手機(jī)將無縫結(jié)合優(yōu)秀的Google服務(wù)。

綜合以上考慮因素，我們決定在android平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理與效果顯示。與此同時(shí)，我們希望能拓展部分功能如語音識(shí)別，音頻提示等等類似于“導(dǎo)盲犬”的功能。

二、需求分析

2.1 功能要求

1. 實(shí)時(shí)采集當(dāng)前的環(huán)境信息，以滿足使用者對(duì)于了解當(dāng)前環(huán)境的需求。

2. 實(shí)時(shí)采集使用者的速度信息，用于對(duì)使用者位置狀態(tài)的更新。

3. 能夠進(jìn)行地圖的存儲(chǔ)和更新，并根據(jù)使用者的位置和目的地的信息，對(duì)使用者的行進(jìn)方向進(jìn)行引導(dǎo)。

4. 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)板和Android智能手機(jī)端點(diǎn)對(duì)點(diǎn)Wi-Fi通信，確保采集信息能及時(shí)準(zhǔn)確傳輸?shù)绞謾C(jī)端。

5. 良好的顯示模塊，可以讓各種信息有條不紊的在Android平臺(tái)顯示。

6. 校正功能，進(jìn)行基準(zhǔn)位置識(shí)別以提高定位精度。

2.2 性能標(biāo)準(zhǔn)

1. 對(duì)于環(huán)境溫度的檢測(cè)誤差不超過0.5°。

2. 測(cè)量速度精確，最后對(duì)使用者位置的識(shí)別在距離校正點(diǎn)200m不超過10m。

3. 導(dǎo)航時(shí)對(duì)于道路和行駛方向的識(shí)別準(zhǔn)確有效。

4. 對(duì)樓梯和電梯進(jìn)行導(dǎo)航時(shí)對(duì)于道路和行駛方向的識(shí)別準(zhǔn)確有效。識(shí)別。

5. 導(dǎo)航時(shí)能夠識(shí)別樓內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境，對(duì)存在不同道路時(shí)能夠進(jìn)行智能選路。

6. 手機(jī)端實(shí)時(shí)位置顯示無明顯延遲。