基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法

摘要

基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法，本发明涉及一种行人室内位置跟踪方法，具体涉及基于惯性传感器的PDR方法和PF融合地图信息算法。本发明是要解决单纯使用PDR对行人位置跟踪时，因为惯性传感器自身所具有的长时漂移性而造成位置估计误差大甚至错误估计等情况。一、根据加速度传感器进行检步及步长估计；二、根据陀螺仪测量数据中的三轴角速度变化进行航向角估计，对航向角进行校正，然后根据校正后的航向角与第一步步长进行航迹推算，最后根据步长、航向角通过PDR方法估计位置：三、通过粒子滤波将地图信息和PDR估计结果融合，即完成了基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法。本发明应用于室内定位技术领域。

主权项

基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法，其特征在于它按以下步骤实现：一、根据加速度传感器进行检步及步长估计，具体过程为：采用峰值‑零值‑谷值‑时间间隔的方法进行检步，即每行走一步包含1个最大加速度、2个零值、1个最小加速度，并且满足时间间隔合理，按照成人常速行走的速度为2～4步每秒，设置时间间隔下限为250毫秒，S₀表示起步，S_i,i＝1…9表示第i步，步长估计通过下式来获得$sLen=1.07·\sqrt[3]{{\mathrm{acc}}_{Ave}},{\mathrm{acc}}_{Ave}=\frac{\underset{i=1}{\overset{N}{\Sigma }}\left|{\mathrm{acc}}_i\right|}{N}---\left(2\right)$其中sLen是估计的步长，acc_i、acc_Ave分别代表每一步中的加速度值、平均加速度值，N表示每步中采集到的数据个数；二、根据陀螺仪测量数据中的三轴角速度变化进行航向角估计，对航向角进行校正，然后根据校正后的航向角与第一步步长进行航迹推算，最后根据步长、航向角通过PDR方法估计位置：${\mathrm{pos}}_k^{PDR}=\left[\begin{array}{c}{x}_k\\ y_k\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{x}_{k-1}\\ y_{k-1}\end{array}\right]+{\mathrm{sLen}}_k·\left[\begin{array}{c}cos\left(h_k\right)\\ sin\left(h_k\right)\end{array}\right]---\left(1\right)$其中，表示第k步的PDR估计位置h_k代表第k步估计的航向角，sLen_k代表第k步的步长；三、通过粒子滤波将地图信息和PDR估计结果融合，即完成了基于惯性传感器的行人室内位置跟踪方法。