[發明專利]基于地磁指紋匹配的室內定位方法

在審

• 申請號: 202010029871.1
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111238479A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 何瑞;董亞軍;劉宇宇
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16;G01C21/08
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 蔡龍寶

1.基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，依次包括如下步驟：A.磁地圖構建/更新：用戶終端獲取室內環境圖和室內磁指紋信息并將其提供給服務器，之后服務器通過磁地圖構建算法生成磁地圖，并將其存于服務器數據庫中；B.定位發起：當用戶終端檢測到用戶有移動后，用戶終端會生成當前位置的磁指紋和用戶移動信息，同時向服務器發起定位請求，并且將磁指紋和用戶移動信息交予服務器；C.定位服務：服務器收到定位請求和用戶數據后將啟動定位算法進行定位，并且在完成定位運算后會將定位結果返回給用戶終端；D.結果顯示：用戶終端得到定位結果后，會將其顯示到用戶終端界面。

2.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，用戶終端為具有慣性測量單元(IMU)和測量磁場強度的三軸磁力計、具有數據處理能力且可與外界通信的移動設備，它可以包括智能手機、平板電腦、微型計算機等設備。

3.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，磁指紋的獲取依次包括以下步驟：A.通過加速度計和陀螺儀數據的融合進行載體俯仰和橫滾角的估計；B.通過磁力計和陀螺儀數據的融合進行載體航向角的估計；C.測量當前磁場值，并由解算得到的姿態角轉換為的姿態矩陣計算得到磁指紋。

4.根據權利要求3所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，所述A的融合具體為：首先利用重力加速度得到初始俯仰角和橫滾角；之后俯仰角和橫滾角的計算由陀螺儀積分得到；最后，將加速度計測量值用作更新值，積分得到的值用作測量值，用卡爾曼濾波進行姿態求解。

5.根據權利要求3所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，所述B的融合具體為：首先利用磁力計得到初始航向角；之后航向角的計算由陀螺儀積分得到；最后，將磁力計測量值用作更新值，積分得到的值用作測量值，用卡爾曼濾波進行姿態求解。

6.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，室內環境圖構建為具有唯一標識并帶有劃分區域位置戳的平面地圖；磁地圖構建為在室內環境圖的劃分位置戳上附有磁指紋的地圖，且其由磁指紋數據進行擬合并插值構建。

7.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，利用基于加速度計的步態檢測算法實現用戶移動檢測。

8.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，用戶移動信息由用戶步態信息和移動方向構成，并且步態信息由步態檢測算法獲得，且其包括步數和步長信息，移動方向由磁力計和陀螺儀數據融合獲得。

9.根據權利要求1所述的基于地磁指紋匹配的室內定位方法，其特征在于，定位算法使用基于蒙特卡洛定位的粒子濾波算法(PF)和行人航跡推算(PDR)算法實現。