[发明专利]一种利用智能手机传感器实现地磁室内定位导航的方法

权利要求书

1.一种利用智能手机传感器实现地磁室内定位导航的方法，该方法使用的硬件部分包括带有地磁场传感器、加速度传感器和陀螺仪传感器的智能手机，其特征在于该方法包括以下步骤：

（1）处理建筑平面图，去掉一些不必要的描述或杂物，确定导航关键点，即最能体现建筑地地形位置特征的点，同时完成建筑地地磁数据采样及存储，建立地磁数据地图；具体操作如下，首先用智能手机注册最高精度的地磁数据变化监听，获取机身坐标系下的三个方向的地磁数据分量；然后建立在机身坐标系下三个方向的地磁数据在世界坐标系下的映射；步行完成建筑地地磁数据的采样，并通过与建筑平面图的对应关系整合地磁数据和建筑地物理坐标建立地磁数据地图，对获取的地磁数据进行滤波，过滤掉单位采样点单位时间内获取的奇异点数据，获取单位时间内单位采样点的特征地磁数据，存储于地磁数据库中；

（2）使用与采样建立地磁数据地图时相同的方式获取用户当前位置点的实时地磁数据，获取用户当前位置点的实时地磁特征数据；

（3）使用坐标点查找-轮廓匹配-惯性定位算法将实时地磁与地磁数据地图中的地磁进行匹配定位；

（4）根据地磁定位获取的用户当前位置点在地磁数据地图中寻找最近导航关键点，并根据导航算法生成最近导航关键点到目标点的导航路线。

2.根据权利要求1所述的利用智能手机传感器实现地磁室内定位导航的方法，其特征在于：步骤（3）所述坐标点查找-轮廓匹配-惯性定位算法，具体过程如下，坐标点查找算法根据实时地磁特征数据，从地磁数据库的地磁数据地图采样数据中查找特征数据接近的物理坐标点，第一次查询到直接缓存所有备选坐标，用户行走一段距离后进行第二次查询并缓存所有备选坐标，计算查找两次缓存的可能点之间距离最近的点，作为最可能物理坐标返回；

在用户行走一段距离以后，同时采用地形轮廓匹配算法，以地磁数据地图为基准图，连续记录多个实时地磁数据生成实时图，通过计算每个基准子图与实时图的相关值MSD，得出最小值MSD的基准子图，在地磁数据地图上定位该子图区域，同时参考坐标点查找算法得到的物理坐标，确定该定位区域内的两次缓存的可能点之间距离最近的点，作为定位物理坐标返回；

确定第一个定位物理坐标后，注册加速度传感器及陀螺仪传感器，根据返回物理坐标及手机设备即时移动速度及方向进行惯性导航并根据实时数据验证定位坐标是否准确，若不准确，则继续使用坐标点查找-轮廓匹配算法确定位置点；若验证准确则继续进行惯性导航，惯性导航行走超过矫正临界值则使用坐标点查找-轮廓匹配算法对陀螺仪进行数据补偿矫正，如此循环完成定位操作。

3.根据权利要求1所述的利用智能手机传感器实现地磁室内定位导航的方法，其特征在于：步骤（4）所述导航算法具体如下， 用数组dis[i][j]来记录i,j之间的最短距离，初始化dis[i][j],若i=j则dis[i][j]=0,若i,j之间有边连接则dis[i][j]的值为该边的权值，否则dis[i][j]的值为∞； 对所有的k值从1到n，n为自然数，修正任意两点之间的最短距离，计算dis[i][k]+dis[k][j]的值，若小于dis[i][j],则dis[i][j]= dis[i][k]+dis[k][j]，否则dis[i][j]的值不变。