[發(fā)明專利]一種基于多傳感器融合技術(shù)的室內(nèi)行人航位推算方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201711172340.2 | 申請日： | 2017-11-22 |
| 公開（公告）號： | CN107966151A | 公開（公告）日： | 2018-04-27 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 李奇越;儲寶玉;黎潔;劉志;孫偉;王建平 | 申請（專利權(quán)）人： | 合肥工業(yè)大學 |
| 主分類號： | G01C21/20 | 分類號： | G01C21/20 |
| 代理公司： | 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司34101 | 代理人： | 陸麗莉,何梅生 |
| 地址： | 230009 安*** | 國省代碼： | 安徽;34 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 傳感器 融合 技術(shù) 室內(nèi) 行人 推算 方法 | ||
1.一種基于多傳感器融合技術(shù)的室內(nèi)行人航位推算方法，其特征是按如下步驟進行：
步驟1：建立定位區(qū)域的Wi-Fi指紋庫：
以室內(nèi)區(qū)域的外接矩形作為所述定位區(qū)域，以所述外接矩形的任意頂點為原點o，與原點相鄰兩條邊分別為x軸和y軸，建立直角坐標系oxy；
將所述定位區(qū)域均勻劃分為d個網(wǎng)格，以每個網(wǎng)格的中心點作為參考點，從而形成參考點集合，記為RP＝{RP1,RP2,…,RPi,…,RPd}，RPi表示第i個網(wǎng)格內(nèi)的參考點；i＝1,2,…,d；
在所述定位區(qū)域內(nèi)設(shè)置n個路由器，記為AP＝{AP1,AP2,…,APj,…,APn}，APj表示第j個路由器；j＝1,2,…,n；
所述第i個參考點RPi在一段時間內(nèi)按照采樣速率v連續(xù)采集第j個路由器APj發(fā)送的K個Wi-Fi信號強度值，從而構(gòu)成第i個參考點RPi采集第i個信號強度時間序列表示第i個參考點RPi接收第j個路由器APj發(fā)送的第k個Wi-Fi信號強度值，進而得到第i個參考點RPi采集n個路由器的信號強度時間序列集合RSSi＝{RSSi1,RSSi2,…,RSSij,…RSSin}；k＝1,2,…,K；
將信號強度時間序列中的所有元素求取均值作為第i個參考點RPi處第j個路由器APj的信號強度值從而得到第i個參考點RPi處n個路由器的信號強度值集合進而得到d個參考點處的信號強度值集合并構(gòu)成Wi-Fi指紋庫；
步驟2：根據(jù)加速度傳感器進行步長檢測和步長估計；
在所述定位區(qū)域內(nèi)，利用行人攜帶的智能設(shè)備中所包含的加速度傳感器獲取行人行走的加速度波形，再采用峰值-谷值-零值-時間間隔的方法對所述加速度波形進行步長檢測，從而利用式(1)得到第k步的步長Lk：
式(1)中，表示第k步的平均加速度值，并由式(2)獲得：
式(2)中，表示第k步采集的第α次的加速度，N表示每一步所采集到的加速度總數(shù)，α＝1,2,…,N；
步驟3：通過行人航位推算PDR方法得到PDR位置估計值：
步驟3.1、利用行人攜帶的智能設(shè)備中所包含的陀螺儀獲得第k步的俯仰角Pitchk、滾動角Rollk和方位角Azimuthk，從而利用式(3)得到第k步的航向角hk：
hk＝c1·Pitchk+c2·Rollk+c3·Azimuthk(3)
式(3)中，c1,c2,c3為對應(yīng)的加權(quán)系數(shù)；
步驟3.2、利用所述Wi-Fi指紋庫對行人進行KNN定位，并將定位結(jié)果記錄為起始位置點(x0,y0)；
步驟3.3、利用式(5)得到第k步的PDR位置估計值PkPDR：
步驟4：室內(nèi)行人進行航位推算：
步驟4.1、初始化k＝1，根據(jù)起始位置點為(x0,y0)，得到第k-1步的PDR位置估計值第k-1步的位置指紋定位點
步驟4.2、根據(jù)第k步的PDR位置估計值PkPDR與第k-1步的PDR位置估計值Pk-1PDR，得到第k步PDR位置估計的移動距離LkPDR；
步驟4.3、利用所述Wi-Fi指紋庫對行人進行第k步的KNN定位，得到第k步的位置指紋定位點
步驟4.3、根據(jù)第k步的位置指紋定位點與第k-1步的位置指紋定位點得到第k步Wi-Fi指紋庫測得的移動距離LkWiFi；
步驟4.4、根據(jù)第k步的PDR位置估計值PkPDR的移動方向與第k步的位置指紋定位點的移動方向之間的夾角θk，判斷θk≥θthr是否成立，若成立，則以第k步的PDR位置估計值PkPDR作為第k步的定位結(jié)果，否則，執(zhí)行步驟4.5；其中，θthr為所設(shè)定的閾值；
步驟4.5、對所述第k步Wi-Fi指紋庫測得的移動距離LkWiFi進行判斷，若LkWiFi∈[u×LkPDR,v×LkPDR]成立，則在第k步的PDR位置估計值PkPDR的移動方向?qū)ふ揖嚯x為LkWiFi的點作為定位結(jié)果，否則，以第k步的PDR位置估計值PkPDR作為第k步的定位結(jié)果；其中，0＜u＜1＜v＜1.5；
步驟4.6、以所述第k步的定位結(jié)果作為第k+1步的起始位置點；
步驟4.7、將k+1賦值給k，并返回步驟4.2執(zhí)行。
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