[發明專利]一種基于格網模型的PDR室內定位方法及系統

有效

• 申請號: 201610056837.7
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105606102B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: 尚建嘎;胡旭科;程穩
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（武漢）
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所11302
• 代理人: 房德權

技術領域

本發明涉及計算機技術領域，尤其涉及一種基于格網模型的PDR室內定位方法及系統。

背景技術

當今社會，小型化或微型化成為計算機的發展趨勢，各種小型計算設備(如：掌上電腦、手機、傳感器、射頻標簽等)逐漸融入了人們的生活，尤其是智能手機的普及，使各種新型位置感知技術和服務模式不斷涌現。人們絕大部分時間都處在室內空間(如辦公樓、購物中心、地鐵站等)中，準確、可靠、普適的室內定位系統成為許多移動應用的關鍵。伴隨著普適計算、物聯網、移動社交網絡等新型移動計算模式的不斷涌現，位置信息愈顯得重要。雖然傳統的以GPS為代表的全球導航衛星定位系統技術已相對成熟，且具有全天候、高精度、自動測量等特點，但與開放的室外空間相比，室內空間在空間布局、拓撲、環境限制、空間約束等方面更加復雜，在室內環境或復雜城鎮環境下，由于信號遮擋以及多徑效應導致其定位效果并不理想。定位尤其是室內定位已成為位置感知領域學術界和產業界關注的熱點。

傳統的依賴基礎設施(如：Wi-Fi等)的室內定位技術在成本、部署要求等方面的局限性，大大限制了其在許多場合的應用。近年來，隨著配備有慣性傳感器的智能手機的普及，使得具有自主式定位能力的行人航位推算(Pedestrian Dead-Reckoning,簡稱PDR)方法成為一種必然趨勢，也使得人感知環境的能力得到了極大增強，在構建不依賴基礎設施的行人位置感知系統方面顯示出巨大潛力。然而，PDR方法存在累積誤差，需要不斷進行校正才能保證一定的定位精度。而利用不同信息源之間的豐富關聯性和再構建，融合來自于不同信息源、數據源的信息，增強約束，可以在一定程度上精確位置信息。如：地圖匹配(Map matching)或稱地圖濾波(Map filtering)技術通過貝葉斯濾波降低違反空間約束的位置(如穿過墻壁，定位在障礙物所在位置)的概率，以提高改進定位精度、優化性能的目的。然而，地圖匹配所利用的室內空間信息非常有限，且對一些違反約束的情況的定義并不準確，如對定位結果穿墻情況的判定，只是簡單的判斷兩點之間的直線距離是否穿過墻壁或障礙物，但沒有考慮行人可能繞行的情況。另外，也不能提供進一步的空間查詢和計算操作，如計算兩點之間的最短路徑距離，室內空間中兩點之間的連通性，而這些空間信息其實都可以用來輔助行人追蹤。

發明內容

本發明實施例通過提供一種基于格網模型的PDR室內定位方法及系統，解決了現有技術中無法精確定位和進一步計算的技術問題，實現了能夠精確定位和進一步計算的技術效果。

本發明實施例提供了一種基于格網模型的PDR室內定位方法，包括：

構建定位區域的格網模型M＝{size,(x_i,y_i,ID_i,type_i,neighbours_i),1≤i≤N}；其中，size為格網模型M的單元格大小，x_i為單元格i的橫坐標，y_i為單元格i的縱坐標，ID_i為單元格索引，type_i為單元格i的類型，neighbour_i為單元格i的鄰近單元格，N為某一層格網模型包含的單元格數量；

獲取待定位目標的運動趨勢；

基于所述待定位目標前一時刻的位置信息和當前時刻的運動趨勢，計算得到格網先驗概率p^-_k,t＝p(x_t|x_t-1,z_t)；其中，x_t為所述待定位目標在t時刻的位置信息，x_t-1為所述待定位目標在t-1時刻的位置信息，z_t為所述待定位目標在t時刻的運動趨勢；