发明名称 基于运动量测信息的个人定位方法及装置
摘要 本发明公开了一种基于运动量测信息的个人定位方法及装置,本发明通过对行动人员运动状态的量测,通过运动分类和运动模型来推算运动距离和方向,并最终确定行动人员的当前位置;同时它将运动模型和GPS结合起来,利用GPS来修正定位误差和模型参数误差。本发明克服了传统导航定位器在GPS信号缺失时无法定位的缺点,又具有较高的定位精度。本发明的装置具有轻巧便携,抗干扰性强,可靠性和精度较高的技术特点。
申请公布号 CN101907467B 申请公布日期 2012.08.22
申请号 CN201010248929.8 申请日期 2010.08.06
申请人 浙江大学 发明人 项志宇;王嘉锋;刘济林
分类号 G01C23/00(2006.01)I;G01C21/04(2006.01)I;G01S19/42(2010.01)I 主分类号 G01C23/00(2006.01)I
代理机构 杭州求是专利事务所有限公司 33200 代理人 周烽
主权项 一种基于运动量测信息的个人定位方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:(1)标定运动模型参数;(2)接收来自传感器的数据;(3)确定当前朝向以及实际运动方向和朝向的差角;(4)确定当前的实际运动方向和步频;(5)由步频根据运动模型确定对应的步长;(6)由实际运动方向和步长推算当前位置;(7)当有GPS信息或者人工定位信息输入时,执行定位修正,否则定位修正量为0;在同时满足一定特定条件时,进行运动模型参数修正量计算,否则模型参数修正值设定为0;通过定位及运动模型参数修正步骤将修正量加到对应系统参量中去;其中,所述步骤(1)具体为:每个不同使用者的行走运动模型参数(Cw,bw)和跑步运动模型参数(Cr,br)是不同的;对步行模型参数标定的方法如下:在一段长度为L的路程中,使用者分别用慢走和快走两种方式走完全程,总步数和用时为(N1,T1)和(N2,T2),由下式可得出模型参数: <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>w</mi> </msub> </msup> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mo>/</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>/</mo> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>w</mi> </msub> </msup> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>对跑步运动模型参数标定的方法如下:分别用慢跑和快跑两种方式完成全程L,总步数和用时分别为(N1′,T1′)和(N2′,T2′),由下式得出模型参数 <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <msup> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <msup> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> </mfrac> </mrow> <mrow> <msub> <mi>C</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>T</mi> <mn>1</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>r</mi> </msub> </msup> </mfrac> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mi>L</mi> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> </mrow> <msup> <mrow> <mo>(</mo> <msup> <msub> <mi>N</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>/</mo> <msup> <msub> <mi>T</mi> <mn>2</mn> </msub> <mo>&prime;</mo> </msup> <mo>)</mo> </mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>r</mi> </msub> </msup> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>由下式可得出运动分类频率阈值: <mrow> <msub> <mi>f</mi> <mi>t</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msup> <msub> <mi>C</mi> <mi>w</mi> </msub> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> </msup> <msup> <mn>1.9444</mn> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>w</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> </msup> <mo>+</mo> <msup> <msub> <mi>C</mi> <mi>r</mi> </msub> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> </msup> <msup> <mn>1.9444</mn> <mfrac> <mn>1</mn> <mrow> <msub> <mi>b</mi> <mi>r</mi> </msub> <mo>+</mo> <mn>1</mn> </mrow> </mfrac> </msup> </mrow> <mn>2</mn> </mfrac> <mo>.</mo> </mrow>
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