[發明專利]一種基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法

在審

• 申請號: 201910791829.0
• 申請日: 2019-08-26
• 公開（公告）號: CN110487270A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 陳亮;楊凱;黃帥;金尚忠;徐時清;張淑琴;谷振寰;楊家軍;祝曉明;徐瑞
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/00;G01C21/20;G01J5/00;G01J5/34;H04B10/11
• 代理公司: 33333 杭州杭欣專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 潘欣欣<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，該方法具體包括如下步驟：

S1、由可穿戴慣性測量單元獲取運動的加速度、角速度數據，構建人體運動模型；

S2、利用環境中的紅外傳感器網絡所觀測的新的位置節點數據，融合室內地圖信息減小積累位置節點誤差；

S3、采用定位融合算法實現人體室內精確定位。

2.根據權利要求1所述的基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，所述的S1中，可穿戴慣性測量單元固定在腰部盆骨位置，所述的構建人體運動模型的算法為改進的步行者行位推算算法。

3.根據權利要求2所述的基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，所述的改進的步行者行位推算算法包括如下步驟：

a、利用雙自適應閾值的步態識別，使用傳感器得到原始加速度幅值；

b、利用低通濾波平滑處理去除高頻噪聲和尖刺；

c、通過處理后波形的波峰和波谷和閾值的大小進行步態識別，設置更新閾值的限制條件作為能量突變的緩沖作用。

4.根據權利要求3所述的基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，所述的步驟a中，采用走路的頻率和加速度方差的線性組合表示步長；由可穿戴慣性測量單元的傳感器通過對垂軸方向上的角速度積分估計行走時的航向角變化。

5.根據權利要求1所述的基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，所述的S2中，環境中的紅外傳感器網絡配置帶有標識的熱釋電紅外傳感器節點，每個節點檢測一個區域，當處于紅外傳感器區域內的人從一個區域移至另一個區域時，會觸發新的節點，觸發的新節點信息融合環境地圖時可以用于定位時的限制條件。

6.根據權利要求1所述的基于可穿戴慣性測量單元和紅外傳感器網絡的室內人體定位方法，其特征在于，所述的S3中，定位跟蹤融合算法包括如下步驟：

1)根據輸入可穿戴慣性測量單元傳感器得到的加速度、角速度數據，熱釋電紅外傳感器網絡觀測值，地圖信息以及重新采樣閾值，初始化粒子的位置、航向、和權值，檢測步態；

2)若檢測到一步則估計步長和航向，根據擴散粒子更新粒子的權值，將粒子權值歸一化，計算整體粒子有效值；

3)若粒子有效值小于重新采樣閾值，實施重新采樣，否則估計并輸出人的位置。