[发明专利]一种任意姿态下行人方向的确定方法、装置及电子设备

说明书

本发明实施例提供了一种任意姿态下行人方向的确定方法、装置及电子设备，方法包括：获得当前计步周期各个时刻的第一类加速度、载体俯仰角和载体翻滚角以及当前计步周期的载体航向角；其中，第一类加速度为：载体坐标系下行人的三轴加速度；利用各个时刻的载体俯仰角和载体翻滚角，确定各个时刻的转换矩阵，针对每个时刻，利用该时刻的转换矩阵对该时刻的第一类加速度进行转换，得到该时刻的第二类加速度；基于得到的每一第二类加速度，计算行人在当前计步周期的相对航向角；将相对航向角与载体航向角之和，确定为行人在当前计步周期的航向角。应用本发明实施例提供的技术方案，实现了在任何情况下完成行人方向的确定。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，特别是涉及一种任意姿态下行人方向的确定方法、装置及电子设备。

背景技术

由于GPS(Global Positioning System，全球定位系统)信号无法随时覆盖室内环境，GPS定位已经不能满足室内定位的要求。为解决室内定位问题，基于PDR(PedestrianDead Reckoning，行人航迹推算)的定位技术应运而生。

基于PDR的定位技术的核心是PDR算法，这种算法的基本思想为：基于行人步态的运动生理学特征，利用加速度计获得行人在载体坐标系下的加速度信号，结合从角度传感器获得的载体姿态角，推算出行人的位置、行走距离、行人速度和行人方向等信息。载体是指用于定位的终端设备，包括手机、导航设备等。载体姿态角包括：载体航向角、载体俯仰角和载体翻滚角。该算法包含四个核心问题：步频探测、步长估计、行人方向确定和位置计算。

由于实际生活中，行人和载体通常是非捷联的，非捷联是指在整个定位过程中，行人和载体的相对姿态会发生改变，因此，在确定行人方向时，现有的方法主要为：检测行人和载体在当前计步周期的相对姿态，作为第一相对姿态；判断预设的姿态库中是否存在与第一相对姿态匹配的相对姿态，作为目标相对姿态；如果存在，从预设的相对姿态和相对航向角之间的对应关系中，确定目标相对姿态对应的相对航向角，作为行人在当前计步周期的相对航向角，用当前计步周期的载体航向角和行人在当前计步周期的相对航向角之和，作为行人在当前计步周期的航向角，完成行人方向的确定。

这种方法的缺点是：只有预设的姿态库中存在与第一相对姿态匹配的相对姿态时，才能确定行人在当前计步周期的相对航向角，而行人与载体之间的相对姿态一般具有任意性，也就是，可能出现预设的姿态库中不存在与第一相对姿态匹配的相对姿态的情况，在这种情况下，将无法完成行人方向的确定，可见，这种方法具有很大的局限性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种任意姿态下行人方向的确定方法、装置及电子设备，以实现在任何情况下完成行人方向的确定。具体技术方案如下：

第一方面，本发明实施例提供一种任意姿态下行人方向的确定方法，所述方法包括：

获得当前计步周期各个时刻的第一类加速度、载体俯仰角和载体翻滚角以及当前计步周期的载体航向角；其中，第一类加速度为：载体坐标系下行人的三轴加速度；

利用各个时刻的载体俯仰角和载体翻滚角，确定各个时刻的转换矩阵，其中，转换矩阵为：用于将三轴加速度从所述载体坐标系转换至投影坐标系的矩阵，所述投影坐标系的Z轴与地理坐标系中的Z轴重合，所述投影坐标系的Y轴为：所述载体坐标系的Y轴在所述地理坐标系XOY平面的投影，所述投影坐标系的X轴、Y轴以及Z轴构成右手坐标系；

针对每个时刻，利用该时刻的转换矩阵对该时刻的第一类加速度进行转换，得到该时刻的第二类加速度；

基于得到的每一第二类加速度，计算行人在当前计步周期的相对航向角；

将所述相对航向角与所述载体航向角之和，确定为行人在当前计步周期的航向角。

可选的，所述基于得到的每一第二类加速度，计算行人在当前计步周期的相对航向角，包括：