【技术实现步骤摘要】
一种室内地磁基准图构建方法及其装置
本专利技术涉及地磁导航和室内定位领域,特别涉及一种室内地磁基准图构建方法及其装置。
技术介绍
地磁场一般可分为主磁场(Bm),异常场(Ba),其中,主磁场和异常场分别占地磁场总量组分的95%以上和4%以上。据相关资料介绍:主磁场源于地核,随时空变化缓慢且平稳,而磁场异常即使经过数月也很稳定,可以用来作为定位的依据。其基本的原理是行进中的载体实时采集地磁场的特征信息,然后利用各种信号处理的方法对数据进行各种干扰的预处理,将实时测量到的数据与已经存储的地磁图或者地磁模型进行比较,根据相应的准则判断实时采集的地磁信号与地磁图或地磁场模型中的最佳匹配结果,从而确定采集点与数据库中最接近的位置,实现载体的自主定位。现有的室内定位方案具有以下缺陷:1.现有的室内定位系统需要额外的基础设施建设。如室内GPS定位技术,需要大量的相关器;室内无线定位技术如Wi-Fi技术、超声波定位技术、红外线室内定位技术、射频识别技术、蓝牙技术、以及新型的超宽带技术等都需要额外信标的支持,很多情况下要事先知道信标的位置才能进行定位。2.现有的室内定位系统获取定位信号所需的能耗较高。现有技术使用视频系统或其他传感器来获取定位信息,意味着传感器一直处于工作状态,能耗较高,在便携设备中不能进行长时间的定位工作。3.现有定位设备成本较高。如室内GPS定位技术需要大量的相关器,定位成本很高;一些融合系统采用了距离传感器,气压传感器等器件摄像头等设备使得成本较高。4.现有基准图构建方法精度不高。现有的地磁基准图构建方法有标准高斯过程回归、普通克里金插值等。这几种算法 ...
【技术保护点】
一种室内地磁基准图构建方法,其特征在于,包含如下步骤:1)AR模型(Auto Regressive Analysis Prediction Method,采用自回归分析方法),进行空间自相关性程度的计算,衡量数据间的相互依赖程度,对数据进行分组;2)将已经分好类的数据中质量较差的一组,进行普通克里金插值算法(Ordinary Kriging Interpolation Algorithm),对于观测数据,两两计算距离与半方差,寻找一个拟合曲线拟合距离与半方差的关系,从而能根据任意距离计算出相应的半方差,得到最优系数,通过最大似然估计方法求出模型超参数;3)将已经分好类的数据中质量较好的一组与较差的一组做残差,并加入一个待估参数,进行普通克里金插值方法,两计算距离与半方差,寻找一个拟合曲线拟合距离与半方差的关系,从而能根据任意距离计算出相应的半方差,得到最优系数,通过最大似然估计方法求出模型超参数;4)采用协同克里金插值算法(Co‑Kriging Interpolation Algorithm),将已经求出的两个普通克里金模型进行融合,得到最终的预测模型,使用最优系数对已知点的属性值进行 ...
【技术特征摘要】
2016.07.22 CN 20161058372231.一种室内地磁基准图构建方法,其特征在于,包含如下步骤:1)AR模型(AutoRegressiveAnalysisPredictionMethod,采用自回归分析方法),进行空间自相关性程度的计算,衡量数据间的相互依赖程度,对数据进行分组;2)将已经分好类的数据中质量较差的一组,进行普通克里金插值算法(OrdinaryKrigingInterpolationAlgorithm),对于观测数据,两两计算距离与半方差,寻找一个拟合曲线拟合距离与半方差的关系,从而能根据任意距离计算出相应的半方差,得到最优系数,通过最大似然估计方法求出模型超参数;3)将已经分好类的数据中质量较好的一组与较差的一组做残差,并加入一个待估参数,进行普通克里金插值方法,两计算距离与半方差,寻找一个拟合曲线拟合距离与半方差的关系,从而能根据任意距离计算出相应的半方差,得到最优系数,通过最大似然估计方法求出模型超参数;4)采用协同克里金插值算法(Co-KrigingInterpolationAlgorithm),将已经求出的两个普通克里金模型进行融合,得到最终的预测模型,使用最优系数对已知点的属性值进行加权求和,得到未知点的估计值,生成区域磁场基准图。通过上述步骤就能构建室内地磁基准图。2.根据权利要求1所述的室内地磁基准图构建方法,其特征在于,步骤1)中,设置一组样本数据{Xt},长度为t,如式(1)建立回归分析方程,即回归分析预测模型,其中,am为权值,et为t时刻的修正项,xt为t时刻的数据值;在AR模型中,序列{xt},当前值由序列{et}的当前值和序列{xt}的前一个长度为M的窗口内序列值决定,{am}可通过最小二乘法得到;检验回归预测模型、并计算预测误差;根据预测误差和检验指标将样本数据分为两类,其中可信度高的记为(Xb,yb),次之的记为(Xu,yu)。3.根据权利要求1所述的室内地磁基准图构建方法,其特征在于,步骤2)中,对于质量较差的观测数据(Xu,yu),根据式(1)和式(2)构建普通克里金模型,其中x为空间坐标矢量,b通常是关于x的多项式,β、τ2和θ为未知参数。式(3)是空间相关函数,对应于常说的变差函数,其中r0通常是一个减函数,且θh控制着h维距离测量的相关度量。选定b和r0(t;θ)来构建相关函数,使用最大似然估计方法(MLE)来选择β、τ2和θ。具体的求解β、τ2和θ,设(或),该式称为对数似然函数,令求解得:从而可得参数θ的极大似然估计量为假设参数β、τ2和θ已知,那么克里金插值的预测结果如式(...
【专利技术属性】
技术研发人员:蔡成林,曹振强,吴国增,于鹏,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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