行人航迹推算方法、导航方法及装置、手持终端及介质制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种行人航迹推算方法、导航方法及装置、手持终端及介质，所述行人航迹推算方法包括：获取手持终端对应的每一步的三轴加速度；基于获取到的手持终端对应的每一步的三轴加速度，计算所述手持终端当前姿态的旋转矩阵；将获取到的三轴加速度按照计算得到的旋转矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；提取所述二维加速度的特征向量，选取特征值大的特征向量作为行人航向。采用上述方案可以提高行人航迹的方向推算准确度。

Pedestrian path calculation method, navigation method and device, handheld terminal and medium

【技术实现步骤摘要】
行人航迹推算方法、导航方法及装置、手持终端及介质
本专利技术实施例涉及导航
，尤其涉及一种行人航迹推算方法、导航方法及装置、手持终端及介质。
技术介绍
行人航迹推算(PedestrianDeadReckoning，PDR)是利用手机等手持终端的惯性传感器计算人的步长和方向，进行行人航迹推算，其推算轨迹除了可以应用于定位场景中之外，还可以应用于众包的轨迹恢复来构建室内指纹。目前，PDR通常将手机惯性传感器的Y轴作为行人前进方向，但是经常遇到手机方向和行人方向不一致的场景，因此PDR推算的航向会出现偏差。
技术实现思路
本专利技术实施例的一个方面，提供了一种行人航迹推算方法、装置、手持终端及介质，以提高行人航迹的方向推算准确度。本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种行人导航方法、装置、手持终端及介质，以提高行人导航准确度。本专利技术实施例提供了一种行人航迹推算方法，包括：获取手持终端对应的每一步的三轴加速度；基于获取到的手持终端对应的每一步的三轴加速度，计算所述手持终端当前姿态的旋转矩阵；将获取到的三轴加速度按照计算得到的旋转矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；提取所述二维加速度的特征向量，选取特征值大的特征向量作为行人航向。可选地，在计算手持终端当前的旋转矩阵之前，还包括：确定所述行人在预设时间窗口内直行。可选地，当在所述预设时间窗口的行人航向均值小于预设角度阈值时，确定所述行人在预设时间窗口内直行。可选地，所述角度阈值的范围为±15°之间。r>可选地，所述获取手持终端对应的每一步的三轴加速度，包括：识别每一步的波峰和波谷，选取测量得到的加速度峰值大于预设的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差大于预设时间阈值的加速度峰值作为相应步的候选加速度参与计算手持终端的姿态。可选地，所述获取手持终端对应的每一步的三轴加速度，包括：识别每一步的波峰和波谷；基于识别出的每一步的波峰和波谷，区分出奇数步和偶数步；对于奇数步和偶数步，选取测量得到的加速度峰值分别大于预设的相应的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差分别大于预设时间阈值的加速度峰值作为相应奇数步和偶数步的候选加速度，分别参与计算手持终端的姿态。本专利技术实施例还提供了一种行人导航方法，包括：定位行人当前位置，包括采用上述任一实施例所述的行人航迹推算方法确定行人航向；基于获取到的目标位置和所述定位得到的行人当前位置，进行导航。本专利技术实施例还提供了一种行人航迹推算装置，包括：加速度获取单元，适于获取每一步的三轴加速度；姿态计算单元，适于基于所述加速度获取单元获取到的每一步的三轴加速度，计算手持终端的姿态矩阵；旋转单元，适于将测量得到的三轴加速度按照解得的姿态矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；特征向量提取单元，适于提取所述二维加速度的特征向量；航向确定单元，适于选取特征值大的特征向量作为行人方向。可选地，所述行人航迹推算装置还包括：直行判断单元，适于确定所述行人在预设时间窗口内是否直行，并在确定在预设时间窗口内直行时，触发所述姿态计算单元进行计算。可选地，所述直行判断单元，适于在所述时间窗口的行人航向均值小于预设角度阈值时，确定所述行人在所述时间窗口内直行。可选地，所述角度阈值的范围为±15°之间。可选低，所述加速度获取单元包括：第一识别子单元，适于识别每一步的波峰和波谷；第一处理子单元，适于选取测量得到的加速度峰值大于预设的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差大于预设时间阈值的加速度峰值作为候选加速度输入所述姿态计算单元。可选地，所述加速度获取单元包括：第二识别子单元，适于识别每一步的波峰和波谷；区分子单元，适于基于识别出的每一步的波峰和波谷，区分出奇数步和偶数步；第二处理子单元，对于奇数步和偶数步，适于选取测量得到的加速度峰值分别大于预设的相应的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差分别大于预设时间阈值的加速度峰值作为相应奇数步和偶数步的候选加速度分别参与计算手持终端的姿态。本专利技术实施例还提供了一种手持终端，包括惯性传感器和上述任一实施例所述的行人航迹推算装置；所述惯性传感器包括三轴加速度计。可选地，所述惯性传感器还包括以下至少一种：陀螺仪、磁力计、脉冲计，各惯性传感器的输出作为所述姿态计算单元的输入。本专利技术实施例还提供了另一种手持终端，包括：定位模块，所述定位模块适于定位行人当前位置，所述定位模块包括上述任一实施例所述的行人航迹推算装置；导航模块，适于基于获取到的目标位置和所述定位模块定位得到的行人当前位置，进行导航。本专利技术实施例还提供了另一种手持终端，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的计算机指令，所述处理器运行所述计算机指令时执行上述任一实施例所述方法的步骤。本专利技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，所述计算机指令运行时执行上述任一实施例所述的行人航迹推算方法的步骤。采用本专利技术实施例，并非将行人的前向方向简单等同于手持终端的前向方向，而是根据手持终端对应的每一步的三轴加速度，计算所述手持终端的姿态矩阵，进而将获取到的三轴加速度按照解得的姿态矩阵旋转到水平方向，得到水平方向的二维加速度，并提取所述二维加速度的特征向量，选取特征值大的特征向量作为行人航向，从而可以如实反映手持终端姿态与行人之间的关系，故而可以提高行人航向推算的准确度。进一步地，在确定所述行人在预设的时间窗口内直行时，才计算手持终端的姿态矩阵，可以避免单次测量误差导致误判，故可以进一步提高所推算得到的行人航向的准确性。进一步地，在所述预设时间窗口的行人航向均值小于预设角度阈值时，确定所述行人在预设时间窗口内直行，所述角度阈值的范围为±15°之间，既可以避免范围太大导致误差太大，也可以避免设置太小导致触发行人航向推算的次数太少而漏判，因而可以进一步提高行人航向推算的准确度。进一步地，识别每一步的波峰和波谷，选取测量得到的加速度峰值大于预设的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差大于预设时间阈值的加速度峰值作为候选加速度参与计算手持终端的姿态，可以减少噪声干扰，使得计步更加准确，进一步提高行人航向推算的准确度。进一步地，通过识别每一步的波峰和波谷，区分出奇数步和偶数步，继而对于奇数步和偶数步，选取测量得到的加速度峰值分别大于预设的相应的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差分别大于预设的相应的时间阈值的加速度峰值作为相应奇数步和偶数步的候选加速度，分别参与计算手持终端的姿态，采用上述方法区分出奇偶步并分别获取奇数步和偶数步的候选加速度，分别采集计算手持终端的姿态，可以使获得的每一步的三轴加速度更加准确，进而可以提高行人航向推算的准确度。进一步地，采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态矩阵，可以提高所计算得到的手持终端的姿态的准确性，进而可以提高行人航向推算的准确度。进一步地，由于定位行人位置过程中通过姿态变换推算得到行人实际航向，故可以提高行人导航的精度。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种行人航迹推算方法，其特征在于，包括：/n获取手持终端对应的每一步的三轴加速度；/n基于获取到的手持终端对应的每一步的三轴加速度，计算所述手持终端当前姿态的旋转矩阵；/n将获取到的三轴加速度按照计算得到的旋转矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；/n提取所述二维加速度的特征向量，选取特征值大的特征向量作为行人航向。/n

【技术特征摘要】
1.一种行人航迹推算方法，其特征在于，包括：
获取手持终端对应的每一步的三轴加速度；
基于获取到的手持终端对应的每一步的三轴加速度，计算所述手持终端当前姿态的旋转矩阵；
将获取到的三轴加速度按照计算得到的旋转矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；
提取所述二维加速度的特征向量，选取特征值大的特征向量作为行人航向。


2.根据权利要求1所述的行人航迹推算方法，其特征在于，在计算手持终端当前的旋转矩阵之前，还包括：
确定所述行人在预设时间窗口内直行。


3.根据权利要求2所述的行人航迹推算方法，其特征在于，当在所述预设时间窗口的行人航向均值小于预设角度阈值时，确定所述行人在预设时间窗口内直行。


4.根据权利要求3所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述角度阈值的范围为±15°之间。


5.根据权利要求1所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述获取手持终端对应的每一步的三轴加速度，包括：
识别每一步的波峰和波谷，选取测量得到的加速度峰值大于预设的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差大于预设时间阈值的加速度峰值作为相应步的候选加速度参与计算手持终端的姿态。


6.根据权利要求1所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述获取手持终端对应的每一步的三轴加速度，包括：
识别每一步的波峰和波谷；
基于识别出的每一步的波峰和波谷，区分出奇数步和偶数步；
对于奇数步和偶数步，选取测量得到的加速度峰值分别大于预设的相应的峰值阈值，且相邻两个峰值之间的时间差分别大于预设时间阈值的加速度峰值作为相应奇数步和偶数步的候选加速度，分别参与计算手持终端的姿态。


7.根据权利要求1所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述计算手持终端的姿态，包括：
采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态矩阵。


8.根据权利要求7所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态，包括以下任意一种：
基于测量得到的三轴加速度、三轴角速度，采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态矩阵；
基于测量得到的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力强度，采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态矩阵；
基于测量得到的三轴加速度、三轴角速度、三轴磁力强度、三轴脉冲强度，采用AHRS融合算法计算手持终端的姿态矩阵。


9.根据权利要求1所述的行人航迹推算方法，其特征在于，所述提取所述二维加速度的特征向量，包括：
采用主成分分析方法提取所述二维加速度的特征向量。


10.一种行人导航方法，其特征在于，包括：
定位行人当前位置，包括采用权利要求1-9任一项所述的行人航迹推算方法确定行人航向；
基于获取到的目标位置和所述定位得到的行人当前位置，进行导航。


11.一种行人航迹推算装置，其特征在于，包括：
加速度获取单元，适于获取每一步的三轴加速度；
姿态计算单元，适于基于所述加速度获取单元获取到的每一步的三轴加速度，计算手持终端的姿态矩阵；
旋转单元，适于将测量得到的三轴加速度按照解得的姿态矩阵旋转到水平，得到水平方向的二维加速度；
特征向量提取单元，适于提取所述二维加速度的特征向量；
航...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晖，
申请(专利权)人：阿里巴巴集团控股有限公司，
类型：发明
国别省市：开曼群岛;KY