一种室内实时三维定位方法技术

技术编号:21552938 阅读:33 留言:0更新日期:2019-07-07 00:46
一种室内实时三维定位方法,包括基于Wi‑Fi的行人初始位置判定、基于惯性导航的行人动态位置跟踪、基于虚拟路标点的惯导定位修正和基于惯导和气压计的楼层判定。该方法融合Wi‑Fi定位和惯性导航技术来进行二维定位,并结合室内布局,设定虚拟路标点对用户位置进行修正,减小惯导定位的累积误差,提高室内定位精度。同时,结合惯性导航和气压计,对高度信息即楼层信息进行判定,从而满足室内定位领域的三维定位需求。该方法仅需在定位初始位置时使用Wi‑Fi定位,并可使用建筑中已存在的Wi‑Fi节点而无需事先知道节点的具体位置,且在后续对惯导定位误差的修正采用虚拟路标点,而不需要结合更多外部设备进行定位,定位精度较高,成本低廉,实用性好,可推广性强。

An Indoor Real-time Three-Dimensional Location Method

【技术实现步骤摘要】
一种室内实时三维定位方法
本专利技术涉及一种室内实时三维定位方法,属于移动计算技术应用领域。
技术介绍
随着现代社会的飞速进步和经济的快速发展,城市化的现象越来越严重,越来越多的人来到城市中,随之而来的就是建筑越来越高、越来越大,大型建筑物越来越多,例如电影院、大型购物商场、体育馆等越来越密集。研究显示,现代社会人们越来越多地在室内进行活动,人们平均80-90%的时间都是在室内的,因此室内定位技术拥有广阔的应用前景,如在大型仓库和超市、物流企业中使用室内定位技术可以实现物品的快速定位,节省存取物品的时间,达到科学管理的目的;而在商场、地下车库和展览会等大型室内场合,人们对精准的室内定位和导航的需求日渐迫切,对一般用户而言,在陌生、复杂的室内环境中,精准的定位能够帮助用户实时获知自身所在的位置,有利于用户在已知目的地的情况下对前进路线进行规划,快速到达目的地和避免出现迷路的情况。在室内定位技术方面,目前常用的有基于无线网、基于蓝牙、基于射频识别等室内定位技术,这些定位技术中,有的需要依靠特定的设备,定位成本较高,有的对于环境要求比较高,没有很好的环境适应性,且定位精度较低。而近几年,利本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内实时三维定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,基于Wi‑Fi的行人初始位置判定;在定位开始时,将实时检测到的Wi‑Fi信号与事先建立好的Wi‑Fi指纹库进行匹配获得行人的初始三维位置;步骤2,基于惯性导航的行人动态位置跟踪;根据智能设备的传感器数据,通过行人航位推算模型不断定位到行人的实时二维位置;步骤3,基于虚拟路标点的惯导定位修正;根据事先设定的虚拟路标点位置,结合惯性导航定位的结果,修正行人的位置以减小惯导的累积误差;步骤4,基于惯导和气压计的楼层判定;根据行人在一定步数内的气压计测得的气压的变化量来判定行人当前所处的楼层,得到行人的高度信息。

【技术特征摘要】
1.一种室内实时三维定位方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,基于Wi-Fi的行人初始位置判定;在定位开始时,将实时检测到的Wi-Fi信号与事先建立好的Wi-Fi指纹库进行匹配获得行人的初始三维位置;步骤2,基于惯性导航的行人动态位置跟踪;根据智能设备的传感器数据,通过行人航位推算模型不断定位到行人的实时二维位置;步骤3,基于虚拟路标点的惯导定位修正;根据事先设定的虚拟路标点位置,结合惯性导航定位的结果,修正行人的位置以减小惯导的累积误差;步骤4,基于惯导和气压计的楼层判定;根据行人在一定步数内的气压计测得的气压的变化量来判定行人当前所处的楼层,得到行人的高度信息。2.根据权利要求1所述一种室内实时三维定位方法,其特征在于:所述基于Wi-Fi的行人初始位置判定具体包括以下步骤:步骤1-1,默认行人在定位开始时大概率会在某些特定的地点,例如一些房间的门口、楼梯口等,而一般每栋楼的每层楼的构造都是类似的,因此,首先,根据要定位的室内环境的平面图,对每层的二维平面图建立坐标系,将每一层楼的每个房间的门口和楼梯口作为行人可能开始定位的位置,并记录这些位置的坐标,包括楼层floor、横坐标x和纵坐标y;步骤1-2,在离线阶段,智能设备在每个事先规定好的位置上扫描得到指定SSID的AP若干组RSSI值并计算每个AP的RSSI的均值,将物理位置坐标(x,y)、楼层floor、RSSI最大的前n个AP的BSSID和RSSI均值作为一条指纹保存下来,所有位置的指纹组成Wi-Fi指纹库,其中,SSID指Wi-Fi的名字,AP指Wi-Fi接入点,RSSI指Wi-Fi的信号强度值,BSSID指AP的地址,也是该AP的唯一标识符;步骤1-3,在在线定位阶段,智能设备在待定位位置点扫描得到指定SSID的AP的若干组RSSI值,并计算每个AP的RSSI的均值,保存RSSI最大的前n个AP的BSSID和RSSI均值作为该位置点的AP数据;步骤1-4,将待定位位置点的AP数据与Wi-Fi指纹库中的数据进行匹配,首先匹配找出BSSID相同的个数最多的记录,若它是唯一的,则直接返回这条记录对应的位置作为定位出的行人的初始位置,否则转步骤1-5;步骤1-5,若存在BSSID相同的个数最多的记录有多条,则对BSSID相同的AP进行指纹距离计算,找出距离最短的一条记录的位置作为定位出的行人的初始位置。3.根据权利要求1所述一种室内实时三维定位方法,其特征在于:所述基于惯性导航的行人动态位置跟踪具体包括以下步骤:步骤2-1,在行人的行走过程中根据智能设备中内置的加速度计获得行人行走的加速度数据,并根据加速度数据判断行人是否走了一步,是的话转步骤2-2;步骤2-2,根据不同行人的特征完成这一步中的行人步长估算;步骤2-3,通过智能设备内置的方向传感器获得行人每一步的航向角;步骤2-4,根据行人的初始...

【专利技术属性】
技术研发人员:徐小龙刘欣欣
申请(专利权)人:南京邮电大学
类型:发明
国别省市:江苏,32

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