[发明专利]一种基于可穿戴式的室内外定位算法

说明书

本发明提供了一种基于可穿戴式的室内外定位算法，由可穿戴式设备用户初始化设备进行环境检测，将环境分为室外区域，室内区域与模糊区域；根据检测结果为室外区域进行GPS/北斗双模位置融合；检测结果为模糊区域进行GPS+wifi+PDR粒子滤波融合。解决了PDR定位的累计误差和wifi易受环境干扰的问题，提高了室内外定位精度，实现了可穿戴设备用户实时位置服务的访问。

技术领域

本发明涉及室内外定位技术领域，特别涉及一种基于可穿戴式 的室内外定位算法。

背景技术

随着移动通信技术、网络技术和测绘技术的发展,位置服务 (Location-basedService，LBS)已经成为现代地理信息产业的 重要组成部分。人们对位置服务的需求也日益增长。室外定位主要 有美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、中国的北斗、欧盟的Galileo 等卫星系统为代表的全球卫星定位系统(GNSS)。GNSS提供了有效 的室外定位手段，成为很多人出行导航的必备工具。但是卫星导航 系统也有它的不足和局限性，如卫星信号在受到干扰或遮挡时，将 失去定位导航能力。例如在高楼林立的城市区域以及大型场馆的室 内，卫星定位的精度会大幅降低，甚至无法定位。通过联合不同室 内外定位技术达到室内外无缝定位，同时保证各种场景下定位技术、 定位算法、定位精度和覆盖范围的平滑过渡和无缝连接，通过可穿 戴式，便携式设备实现了室内外无缝定位系统，满足多行业和公众 无所不在的位置服务需求。

室内定位技术从总体上可归纳为无线定位技术(无线通信信号、 射频无线标签、WiFi、ZigBee、超声波、光跟踪、无线传感器定 位技术等)，其它定位技术(计算机视觉、航位推算等)，以及 GNSS和无线定位组合的定位技术。WiFi技术是一种基于无线信号 的定位技术，对基础设施的需求低，成本低，是现在主流的室内定 位技术。但WiFi室内定位技术存在着信号容易被室内复杂环境干 扰的缺点。PDR定位技术是一种在无信标环境下使用惯性测量单元 感知人员在行进过程中的加速度、角速度、磁力和压力等数据，并 利用这些数据对行进人员进行位置推算。其优点在于它的定位精度 与传感器实时测量的数据的准确度有关，受周围环境的干扰较小。 其缺点在于产生累计误差而且缺乏自我纠偏的手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于可穿戴式的室内外定位算法， 用于解决室内PDR定位累计误差，wifi定位易受环境干扰，室内外 实时定位的问题。

为了达到上诉目的，本发明提供一种基于可穿戴式的室内外定 位算法，其特征在于包括一下步骤：

步骤1：由可穿戴式设备用户初始化设备进行环境检测，将环 境分为室内区域，室外区域与模糊区域；

步骤2：根据步骤1检测结果为室外区域进行GPS/北斗双模位 置融合。若检测结果为模糊区域进行GPS+wifi+PDR粒子滤波融合 定位；

步骤3：根据步骤1检测结果为室内区域则获取可穿戴式设备 的内嵌加速度计，陀螺仪，磁力计等传感器相关数据，由设定频率 周期性接收所在区域wifi信号强度RSSI值；

步骤4：根据步骤3获取数据进行可穿戴设备用户PDR位置估 计；

步骤5：根据可穿戴设备接收的当前wifi信号强度RSSI值进 行wifi室内定位用户位置估计；

步骤6：根据步骤4，5位置估计结果进行基于平方根无迹卡尔 曼的联邦滤波融合算法得到用户当前位置最优解。

可选的，步骤1环境检测具体方法如下：

(1.1)在室外区域，非室外区域大量采点，分析得到GPS/北斗 参考强度阈值Thre^R_GNSS和wifi参考强度阈值Thre^R_wifi；