[發明專利]一種基于PDR及移動目標進出點的軌跡追蹤方法

在審

• 申請號: 201710574518.X
• 申請日: 2017-07-14
• 公開（公告）號: CN107504968A
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 荊長強;張明雪;趙峰;徐豪
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;H04W64/00
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)11531
• 代理人: 李宏偉

技術領域

本發明涉及定位技術領域，具體為一種基于PDR及移動目標進出點的軌跡追蹤方法。

背景技術

快速精確搜尋定位目標是各行各業迫切需要解決的難題，高精度軌跡追蹤是解決該問題的有效途徑。然而，現有的定位技術種類繁多，穩定性差，成本高，成為該技術推廣應用的一個瓶頸，說到定位服務，人們最多想到的是基于GPS系統的定位導航系統，然而GPS系統定位性能受遮蔽物的影響很大，而人們生活中大部分的時間生活在室內，當用戶在室內活動時，比如說倉庫管理，商場購物，還有醫院醫護，GPS就完全無法滿足人們的需求。所以最近幾年，室內定位由于其廣闊的市場前景而吸引到國內外研究機構們的關注，那么如何發明出一種基于PDR及移動目標進出點的軌跡追蹤方法，這成為我們需要解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于PDR及移動目標進出點的軌跡追蹤方法，解決了背景技術中所提出的問題。

為解決上述問題，本發明提供如下技術方案：一種基于PDR及移動目標進出點的軌跡追蹤方法，包括PDR定位系統，所述PDR定位系統由智能手機、無線中繼節點、WIFI路由、服務器、加速計，陀螺儀測量速度、角速度變化量組成，所述智能手機簽由顯示屏、帶微控制器的藍牙組成，所述無線中繼節點由帶微控制器的藍牙和WIFI通信模塊組成，所述服務器可通過WIFI路由和無線中繼節點向智能手機發送信號功能，所述智能手機事先已安裝定位導航APP軟件，所述智能手機內部嵌入運動傳感器、加速度傳感器、方向傳感器和地磁傳感器，推測航跡通常認為行人運動為二維運動，基本原理是平面幾何法，原理為，在采樣時間很短的情況下，認為行人做直線運動，得知起始點的位置信息，就可以得到前一刻或下一刻精確的位置信息和采樣時間內載體的位移量。

優選的，用戶的初始位置P(x)＝{x(0),y(0)}，由基于KWNN的Wi-Fi信號指紋定位算法得到，用戶開始移動后，通過加速計，陀螺儀測量速度，角速度變化量，利用PDR定位算法估計每一步用戶的坐標，直到用戶前進預定步數m后，進行一次基于KWNN的Wi-Fi指紋定位，將Wi-Fi指紋定位結果作為用戶當前結果，在隨后的m步中，都基于上一次Wi-Fi指紋定位結果進行PDR定位計算即同時利用Wi-Fi指紋定位結果修正PDR算法定位誤差，如此循環。

優選的，具體算法如下，向前推測，已知當前時刻的信息推算前一采樣時刻的位置信息，假設已知第3個點的信息(x2,y2)，推位計算第2個點(x1,y1)位置信息，可以得到第1個點的位置信息(x0,y0)。

優選的，利用Wi-Fi指紋定位結果修正PDR算法定位誤差，能夠有效約束誤差的積累，其具體計算流程如下：

使用P_t表示用戶時刻t所處的真實位置，P_t＝{x_t,y_t}，P_t,PDR和P_t,WiFi分別表示在該時刻使用PDR定位算法和Wi-Fi指紋定位算法得到的結果；

假設t時刻位置P_t,WiFi已通過Wi-Fi信號指紋定位算法得到，在接下來的m步中，使用PDR定位算法進行位置估計；假設步長為l，得到：

角度定義如下：

其中，β_t由傳感器獲得，表示運動方向變化量；在m步后，可以計算m步移動的距離與轉角其中，“||||”表示歐幾里得距離；使用下列方程更新用戶步長，用于后續PDR定位：

PDR周期性的使用Wi-Fi定位進行修正能夠有效約束誤差的積累。

優選的，采用多線程同步和異步機制，主要有存儲數據線程、定位算法線程、航跡繪制線程。每10ms采集傳感器數據一次，進入存儲數據線程，把采集的數據存儲在本地磁盤，用于分析數據變化，采集的數據每60組進行一次定位，進入定位算法線程，進行本文前述的航位推測，當定位發生更新時，進入航跡繪制線程，在手持設備界面上進行航跡的繪制，高亮顯示定位點。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：