行人导航方法和系统、电子设备及存储介质技术方案

本发明专利技术涉及行人导航技术领域，具体涉及一种行人导航方法和系统、电子设备及存储介质。该行人导航方法包括：接收传感器组件的感测信息；根据所述感测信息获得步伐信息和方位信息；根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算方位和步长的误差及估算第二位置信息。

Pedestrian navigation method and system, electronic equipment and storage medium

The invention relates to the technical field of pedestrian navigation, in particular to a pedestrian navigation method and system, an electronic device and a storage medium. The pedestrian navigation method includes receiving the sensing information of the sensor component; obtaining the step information and the azimuth information according to the sensing information; calculating the first position information according to the step information and the azimuth information; calculating the error of the azimuth and the step length according to the first position information and the GNSS positioning position and estimating the second bits. Set information.

【技术实现步骤摘要】
行人导航方法和系统、电子设备及存储介质
本专利技术涉及行人导航
，具体涉及一种行人导航方法和系统、电子设备及存储介质。
技术介绍
全球导航卫星系统(GNSS)接收机在消费领域顺理成章地首先广泛应用于汽车导航。最近几年，由于电子设备的发展及小型化，GNSS接收机已经集成到便携式电子设备中，潜在地也让行人导航能始终开启并为日常所用。一直以来，由于GNSS信号采集和位置测定时的高功耗，行人导航有点不切实际。此外，在室内或者城市街谷环境中由于信号遮挡、干扰或拥塞，GNSS经常会失败或者性能变差。最近，装备有强大微机电系统(MEMS)传感器和高速处理器的便携式电子设备可以提供行人导航功能。这种方法依赖MEMS传感器，如加速度计、陀螺仪传感器、磁传感器或传感器组合，通过连续估算与已知位置的位移来跟踪行人。所谓的行人导航就是这种航位推算法的一个例子。
技术实现思路
本专利技术的目的可通过以下的技术措施来实现：本专利技术提供了一种行人导航方法，应用于电子设备，该行人导航方法包括：接收传感器组件的感测信息，所述传感器组件包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；根据所述感测信息获得步伐信息和方位信息；根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算方位和步长的误差及估算第二位置信息。优选地，所述根据所述感测信息获得步伐信息，包括：从三轴加速度计中采集传感器信号；计算三轴加速度计的值以确定加速度计值输出波形中出现的峰值。优选地，所述根据感测信息获得方位信息，包括：根据三轴陀螺仪的感测信息计算电子设备的欧拉角；根据所得欧拉角、三轴磁力仪的感测信息和三轴加速度计的感测信息计算欧拉角误差和传感器校准因数；以及根据所得欧拉角误差计算方位信息。优选地，所述根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息，包括：根据行人在上一时刻tk-1的位置信息(xk-1，yk-1)、当前时刻tk的步伐信息sk和方位信息θk计算当前时刻tk的第一位置信息(xk，yk)，其中，xk＝xk-1+skcosθk；yk＝yk-1+sksinθk。优选地，所述根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算计算方位和步长的误差及估算第二位置信息，包括：接收GNSS信号以获得当前时刻的GNSS定位位置；在GNSS定位位置满足质量条件时，将所述第一位置信息和当前时刻GNSS定位位置通过卡尔曼滤波方法进行融合。优选地，所述满足质量条件包括：置信因数大于等于预设阈值，其中，M为每颗卫星的高度大于等于第一阈值且载波噪声密度大于第二阈值的卫星的数量，N为每颗卫星的高度大于等于第一阈值的卫星的数量。本专利技术还提供了一种行人导航系统，应用于电子设备，该行人导航系统包括：感测信息获取模块，用于接收传感器组件的感测信息，所述传感器组件包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；步伐检测模块，用于根据所述感测信息获得步伐信息；方位估算模块，用于根据所述感测信息获得方位信息；GNSS信号接收模块，用于接收GNSS信号以获得当前时刻的GNSS定位位置；航迹估测器，用于根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；融合估测器，用于根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算计算方位和步长的误差及估算第二位置信息。优选地，该行人导航系统还包括：行为识别模块，用于根据传感器组件的感测信息识别行人的行为状态。优选地，所述方位估算模块还用于根据三轴陀螺仪的感测信息计算电子设备的欧拉角；根据所得欧拉角、三轴磁力仪的感测信息和三轴加速度计的感测信息计算欧拉角误差和传感器校准因数；以及根据所得欧拉角误差计算方位信息；该行人导航系统还包括：位置质量模块，被配置为使用接收到的NMEA消息基于置信因数来确认GNSS位置结果的质量；传感器校准模块，用于根据所述方位估算模块所得传感器校准因数对传感器组件进行校正。本专利技术还提供了一种电子设备，该电子设备包括：传感器组件，包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；存储器；以及处理器；所述处理器耦接所述传感器组件和所述存储器；所述传感器组件、所述存储器和所述处理器在工作时实现上述任一项所述的行人导航方法中的步骤。本专利技术还提供了一种存储介质，该存储介质内存储有程序，所述程序在被执行时实现上述任一项所述的行人导航方法。本专利技术的行人导航方法先根据感测信息获得步伐信息和方位信息，然后根据步伐信息和方位信息计算第一位置信息，再根据第一位置信息和GNSS定位位置计算方位和步长的误差及估算第二位置信息，降低了能耗，提高了定位精度。附图说明图1是本专利技术第一实施例的行人导航方法的流程图。图2是本专利技术实施例的行人导航方法中步伐检测流程图。图3是本专利技术实施例的行人导航方法中方位检测流程图。图4是本专利技术实施例的行人导航方法中位置质量检测流程图。图5是本专利技术第一实施例的行人导航系统的结构框图。图6是本专利技术第二实施例的行人导航系统的结构框图。图7是本专利技术第三实施例的行人导航系统的结构框图。图8是本专利技术第四实施例的行人导航系统的结构框图。图9是本专利技术第一实施例的电子设备的结构框图。图10是本专利技术第二实施例的电子设备的结构框图。图11是本专利技术实施例的行人导航系统的使用效果图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。为了使本揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本专利技术的实施方式与具体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本专利技术具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。在本说明书中，当行人通过步行方式从一个已知起点变动到某个终点时，如果要实现行人定位，则至少应当知道行人移动的位移量和移动的方向，根据这两个数据即可描述出行人的运动轨迹，从而实现行人定位。在本说明书中，全球卫星定位系统(GNSS)可用于获取可见的卫星，如果进行足够有效的测量，可以确定检测装置的位置、位置不确定性、速度，以及获得每颗可见卫星的载波对噪声密度、方位角、仰角和相关参数。本专利技术实施例的装置通过GNSS信号接收器接收全球卫星定位系统(GNSS)的信号。本说明书中所述例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语可以指代计算机、计算平台、计算系统或其它电子计算设备的以下操作和/或处理，这些操作和/或处理将计算机的寄存器和/或存储器的物理(电子)量所表示的数据操控和/或变换为计算机寄存器和/或存储器或可以存储指令以执行操作和/或处理的其它信息存储介质的物理量所类似地表示的其它数据。图1示出了本专利技术行人导航方法的一个实施例。在本实施例中，该行人导航方法应用于电子设备，该行人导航方法包括：S1，接收传感器组件的感测信息，该传感器组件包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；S2，根据该感测信息获得步伐信息和方位信息；S3，根据该步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；S4，根据该第一位置信息和GNSS定位位置计算方位和步长的误差及第二位置信息。需要说明的是，在本实施例中，该电子设备可以是便携式的移动终本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行人导航方法，其特征在于，应用于电子设备，该行人导航方法包括：接收传感器组件的感测信息，所述传感器组件包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；根据所述感测信息获得步伐信息和方位信息；根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算方位步长的误差及估算第二位置信息。

【技术特征摘要】
1.一种行人导航方法，其特征在于，应用于电子设备，该行人导航方法包括：接收传感器组件的感测信息，所述传感器组件包括三轴加速度计、三轴陀螺仪和三轴磁力仪；根据所述感测信息获得步伐信息和方位信息；根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息；根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算方位步长的误差及估算第二位置信息。2.根据权利要求1所述的行人导航方法，其特征在于，所述根据所述感测信息获得步伐信息，包括：从三轴加速度计中采集传感器信号；计算三轴加速度计的值以确定加速度计值输出波形中出现的峰值。3.根据权利要求1所述的行人导航方法，其特征在于，所述根据感测信息获得方位信息，包括：根据三轴陀螺仪的感测信息计算电子设备的欧拉角；根据所得欧拉角、三轴磁力仪的感测信息和三轴加速度计的感测信息计算欧拉角误差和传感器校准因数；以及根据所得欧拉角误差计算方位信息。4.根据权利要求1所述的行人导航方法，其特征在于，所述根据所述步伐信息和所述方位信息计算第一位置信息，包括：根据行人在上一时刻tk-1的位置信息(xk-1，yk-1)、当前时刻tk的步伐信息sk和方位信息θk计算当前时刻tk的第一位置信息(xk，yk)，其中，xk＝xk-1+skcosθk；yk＝yk-1+sksinθk。5.根据权利要求1所述的行人导航方法，其特征在于，所述根据所述第一位置信息和GNSS定位位置计算第二位置信息，包括：接收GNSS信号以获得当前时刻的GNSS定位位置；在GNSS定位位置满足质量条件时，将所述第一位置信息和当前时刻GNSS定位位置通过卡尔曼滤波方法进行融合以得到第二位置信息。6.根据权利要求5所述的行人导航方法，其特征在于，所述满足质量条件包括：置信因数大于等于预设阈值，其中，M为每颗卫星的高度大于等于第一阈值且载波噪声密度大于第二阈值的卫星的数量，N为每颗卫星的高度大于等于第一阈值的卫星的数量。7.根据权利要求5...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜天宇，虞婧，刘柏池，贾志科，
申请(专利权)人：和芯星通上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31