基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法技术

技术编号:14398136 阅读:83 留言:0更新日期:2017-01-11 11:47
本发明专利技术提供一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,在被定位人员身上固定惯性测量单元;在建筑物楼层的结构化表示后,在地图上标定被定位人员的当前位置;实时推算被定位人员的位置,并计算当前位置所在的房间,并判断是否发生穿墙事件;如果发生穿墙,则判断该穿墙事件是由出门时的位置偏差引起的,还是由方向偏移导致的穿墙引起的;如果判断为由出门时的位置偏差引起的,则将位置修正到最近的门的位置,否则经过粒子滤波对位置进行修正。本发明专利技术的基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法减小了位置和方向的误差累积,使基于惯性传感器的室内定位精度更高,实用性更强。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及室内定位与导航的
,特别是涉及一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法
技术介绍
基于惯性传感器的行人室内定位技术是一种自完备的无需预先安装配套设备的定位手段。正是由于这种特性,基于惯性导航系统的步行者室内定位技术越来越多得到了关注,并且在某些特定的场景下有着非常重要的应用前景,如应急救援、应急医疗、商场位置确定等场合。但是由于受到误差累积的困扰,这种技术在定位精度上一直无法满足人们的应用需求。经过十多年的发展,人们提出了多种辅助定位的方法来减小或者试图消除误差的无限累积。无线定位辅助惯性定位是各种机构研究的比较热门的方向,但是这种辅助方法仍然无法摆脱需要预先布置的缺陷。基于粒子滤波并结合室内地图信息辅助惯性定位的技术是另一种辅助定位的方法。该方法结合地图信息利用粒子滤波算法纠正无效位置点,以达到提高定位精度的目的。这种算法保留了基于惯性传感器定位的优势,也无需在建筑物内安装辅助定位的设施,并且遏制了由于传感器误差而造成的位置误差的无休止的积累,能得到相对较高的定位精度。唯一需要的先验知识就是一张建筑物的楼层结构图。在实际中可以很方便的得到建筑物的安全疏散示意图,甚至在特殊情况下可以根据熟悉改建屋的人的口头描述得到这样一张示意图;而且当前室内地图发展火热,有很多著名的公司都在着力构建丰富的地图信息。但是上述算法仍然存在一定的应用难题和缺陷。首先,地图的表示方法以及存储方式对算法的实现有很大的影响。其次,对于像门这样的连通区域,粒子滤波的输出结果可能出现错误。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点,本专利技术的目的在于提供一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,提出了一种地图结构化表示的方法,并在行人惯性导航算法的基础上结合粒子滤波,应用贝叶斯估计进行室内环境下步行者的定位追踪,进一步减小了位置和方向的误差累积,使基于惯性传感器的室内定位精度更高,实用性更强。为实现上述目的及其他相关目的,本专利技术提供一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,包括以下步骤:步骤S1、在被定位人员身上固定惯性测量单元;步骤S2、根据已知的建筑物安全疏散示意图,进行建筑物楼层的结构化表示;步骤S3、根据建筑物楼层的结构化表示,在地图上标定被定位人员的当前位置;步骤S4、以当前位置为坐标起点,根据惯性测量单元获取的数据实时推算被定位人员的位置;步骤S5、根据当前时刻计算的被定位人员的位置,计算当前位置所在的房间,并判断是否发生穿墙事件;如果是,转入步骤S6;如果否,转入步骤S4;步骤S6、通过贝叶斯估计判断该穿墙事件是由出门时的位置偏差引起的,还是由方向偏移导致的穿墙引起的;如果判断为由出门时的位置偏差引起的,则将位置修正到最近的门的位置,否则经过粒子滤波对位置进行修正。根据上述的基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,其中:所述步骤S1中,所述惯性测量单元固定在所述被定位人员的脚上。根据权利要求1所述的基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,其特征在于:所述步骤S2包括以下步骤:21)对整个楼层所有房间按顺序进行编号,然后将楼层表示成房间的集合:楼层={房间1,房间2,…,房间n本文档来自技高网...
基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法

【技术保护点】
一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1、在被定位人员身上固定惯性测量单元;步骤S2、根据已知的建筑物安全疏散示意图,进行建筑物楼层的结构化表示;步骤S3、根据建筑物楼层的结构化表示,在地图上标定被定位人员的当前位置;步骤S4、以当前位置为坐标起点,根据惯性测量单元获取的数据实时推算被定位人员的位置;步骤S5、根据当前时刻计算的被定位人员的位置,计算当前位置所在的房间,并判断是否发生穿墙事件;如果是,转入步骤S6;如果否,转入步骤S4;步骤S6、通过贝叶斯估计判断该穿墙事件是由出门时的位置偏差引起的,还是由方向偏移导致的穿墙引起的;如果判断为由出门时的位置偏差引起的,则将位置修正到最近的门的位置,否则经过粒子滤波对位置进行修正。

【技术特征摘要】
1.一种基于贝叶斯估计和地图辅助校准的步行者室内定位方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1、在被定位人员身上固定惯性测量单元;步骤S2、根据已知的建筑物安全疏散示意图,进行建筑物楼层的结构化表示;步骤S3、根据建筑物楼层的结构化表示,在地图上标定被定位人员的当前位置;步骤S4、以当前位置为坐标起点,根据惯性测量单元获取的数据实时推算被定位人员的位置;步骤S5、根据当前时刻计算的被定位人员的位置,计算当前位置所在的房间,并判断是否发生穿墙事件;如果是,转入步骤S6;如果否,转入步骤S4;步骤S6、通过贝叶斯估计判断该穿...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨卫军徐正蓺黄超魏建明
申请(专利权)人:中国科学院上海高等研究院
类型:发明
国别省市:上海;31

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