[发明专利]一种二维地磁分布定位方法

说明书

本发明公开了一种二维地磁定位方法，包括设备传感器信息获取和数据处理、数据筛选、行人状态分析、采集阶段、定位阶段。本发明将点或线为单位采集的磁场数据，进行拟合，扩展到以面为单位来描述磁场的分布。在定位阶段，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。本发明能够在不增加采集员工作量的基础上，建立更详细全面的、以面为单位的二维地磁分布数据库，并可以以此对地磁分布进行分析，剔除不适合地磁定位的数据和区域。同时，定位匹配结果不再局限于采集阶段所设定的位置集合，尤其是当用户行走路线与采集路线差异大的场景下，大大减小了定位误差。

技术领域

本发明属于二维地磁分布定位技术领域，具有属于一种建立二维地磁分布数据库并融合根据行人状态分析和地磁匹配的定位方法。

背景技术

卫星导航(GPS,北斗等)技术经过多年的发展和推广，以其定位精度高、覆盖范围广等优点已广泛应用于室外定位的各个领域。但在森林、隧道、建筑等遮挡环境下，卫星信号很弱，卫星导航的定位效果差甚至无法定位。随着无线技术的飞速发展和无线基础设施的不断完善，基于WIFI、蓝牙等无线网络的定位技术已在快速发展，并在小范围内应用。但是在目标区域需要布置无线基站，增加了人工和物质成本。

地磁场作为地球固有的天然属性，地理位置和地磁分布存在对应关系。在室内环境下，建筑结构、建筑材质对磁场的分布有一定的干扰和影响。但是，这些因素是短期固定、变化很小，使得室内存在一个相对比较稳定的磁场，每个位置磁场的大小和方向是相对确定的，因此，可以利用磁场进行定位。同时，该技术无需布置任何基础实施，目前很多电子设备都已集成了地磁传感器，这些优势将会推动基于地磁定位技术的应用和发展。

地磁定位一般都采用指纹法：先在离线阶段采集地磁数据，建立位置和地磁一一对应的指纹数据库；定位阶段再利用采集的地磁与指纹数据库进行匹配，从而实现定位。在离线采集过程中，采集员事先设定好已知位置的点或线，然后进行采集。这样建立的数据库是以点或线为单位的，对磁场分布的描述比较局限，不够全面，没有扩展到整个目标区域。当定位阶段进行指纹库匹配时，根据实时的磁场数据，在采集阶段设定的点或线中搜索最可能的位置作为用户位置。然而，当用户没有按照采集路线行走的话，无论采用何种匹配算法，其位置只可能是采集阶段所设定的某个位置。这会导致定位出现很多误差。

发明内容

本发明所设计的一种磁定位的方法，解决了当用户行走路线与采集阶段设计路线不一致时，定位匹配结果只能为采集阶段某位置，导致定位出现误差的问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种二维地磁分布定位方法，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：