[发明专利]一种二维地磁分布定位方法

权利要求书

1.一种二维地磁分布定位方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)设备传感器信息获取和数据处理

以一确定的频率读取设备传感器信息，获取地磁、加速度、陀螺仪数据；

采用滤波方式处理数据，降低噪声，并统一传感器数据频率；

2)数据筛选

根据地磁信号分布特征，对步骤1)过滤后的地磁数据进行筛选，排除无效数据；

3)行人状态分析

基于步骤1)中滤波过后的数据，对行人状态进行分析，包括以下步骤：

检测步伐；

计算步长；

计算方向；

4)采集阶段

规划采集路线，并以点或线为单位采集传感器数据，之后经过步骤1)和2)得出采集分析处理的数据；之后对数据进行采样拟合，把以线为单位的地磁指纹数据库拓展到以面为单位的二维地磁分布数据库；之后结合步骤3)，进行空间位置与地磁分布映射，其中：

a)根据地图设计采集起点(X_start,Y_start)和终点(X_end,Y_end)，采集员在起点开始采集数据，以任意速度走向终点，完成该路段的数据采集工作；

b)用步骤1)对步骤a)的数据进行处理，计算磁场模值序列为{B₁,B₂,…,B_m}，m为数据个数；

c)根据步骤3)的步伐检测，计算步骤b)中磁场模值序列对应的步数序列为{S₁,S₂,…,S_m}；

d)计算每个模值所对应的实际物理位置，得到该条采集路线的地磁指纹数据库{(x₁,y₁,B₁),(x₂,y₂,B₂),…,(x_m,y_m,B_m)}：

e)将步骤d)中以线为单位的地磁数据采用二元二次多项式进行拟合，拓展到面，生成二维地磁分布数据库；

f)根据步骤e)计算的拟合公式，将步骤a)采集的原始路线以距离步长进行离散化，得到点{(X₁,Y₁,B₁),(X₂,Y₂,B₂),…,(X_q,Y_q,B_q)}，q为离散后的数据个数；

g)将步骤f)的所有点分别作为起点，俯仰角θ在[0度,180度]范围内以角度步长Δθ生成多条直线，并与步骤a)采集区域相交形成多条线段；在每条线段上以距离步长Δs生成该条线段的位置-磁场模值指纹数据库；

5)定位阶段

先利用地磁数据和二维地磁分布数据库进行匹配得到位置，再与根据行人状态进行推算得到的位置进行数据融合，得到系统位置输出。

2.根据权利要求1所述的二维地磁分布定位方法，其特征在于：步骤1)包括以下步骤：

2a)以一确定的时间间隔T₀实时读取传感器信息,得到三轴加速度(f_0x,f_0y,f_0z)、三轴角速度(ω_0x,ω_0y,ω_0z)和三轴磁场强度(B_0x,B_0y,B_0z)；

2b)采用均值滤波方式处理步骤2a)中的数据，降低噪声，得到采样间隔T的三轴加速度(f_x,f_y,f_z)、三轴角速度(ω_x,ω_y,ω_z)、三轴磁场强度(B_x,B_y,B_z)和磁场模值B。