[发明专利]一种融合单锚点测距和行人航迹推算的室内定位方法

权利要求书

1.一种融合单锚点测距和行人航迹推算的室内定位方法，其特征在于，包括步骤：

S1、设置一锚点，并获取该锚点位置坐标为(x_a,y_a)；

S2、测量行人起始点与锚点的测距距离d₀，并用未知的坐标(x₀,y₀)初始化行人起始点位置；

S3、在行人行走过程中，利用PDR算法估计行人每一步的步长以及航向均值；

S4、检测行人每走一步时是否有转向动作，若检测到转向动作，执行步骤S5，否则继续执行步骤S3；

S5、在转向点进行测距，得到转向点与锚点的测距距离d_i，i代表转向点的序号，并由PDR算法根据上一转向点坐标(x_i-1,y_i-1)计算得到的第i个转向点的坐标为(x_i,y_i)；

S6、如果i2，则返回步骤S3；如果i＝2，则执行步骤S7；如果i2，则执行步骤S8；

S7、根据最小二乘算法计算行人起始点坐标(x₀,y₀)，然后利用PDR算法推算出接下来的两个转向点的坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，完成后返回步骤S3；

S8、根据梯度下降算法优化行人在第i个转向点的坐标(x_i,y_i)；

S9、检测行人是否继续行走，若是，返回执行步骤S3，若否，则结束定位。

2.根据权利要求1所述的一种融合单锚点测距和行人航迹推算的室内定位方法，其特征在于，步骤S3中，利用PDR算法估计行人每一步的步长的具体步骤为：

S3.1.1、通过加速度计收集的三轴加速度数据a_x，a_y，a_z来计算平均加速度a_total；

S3.1.2、移除平均加速度a_total中的重力加速度分量g；

S3.1.3、将经步骤S3.1.2得到的加速度数据进行低通滤波，排除高频噪声；

S3.1.4、将经步骤S3.1.3得到的加速度数据根据非线性步长估计算法转换成步长。

3.根据权利要求2所述的一种融合单锚点测距和行人航迹推算的室内定位方法，其特征在于：

步骤S3.1.1中，计算平均加速度a_total，具体公式如下：

步骤S3.1.2中，移除平均加速度a_total中的重力加速度分量g，具体公式如下：

a′_total＝a_total-g；

步骤S3.1.3中，将数据进行低通滤波，排除高频噪声，具体公式如下：

a＝filter(a′_total)，

其中filter表示低通滤波器，a表示过滤噪声后的加速度数据；

步骤S3.1.4中，根据非线性步长估计算法将加速度数据转换成步长具体估计公式如下：

其中，表示行人在第i-1个转向点到第i个转向点的第k步的步长，若i＝1则为起始点到第1个转向点；a，b为常数；a_max,k,a_min,k分别表示在第k步内的加速度最大值和最小值；f_k为行人在第k步的行走频率。

4.根据权利要求3所述的一种融合单锚点测距和行人航迹推算的室内定位方法，其特征在于，步骤S3中，利用PDR算法估计行人每一步的航向均值的具体步骤为：

S3.2.1、通过电子罗盘采集行人在第i-1个转向点走到第i个转向点的第k步的航向角若i＝1则为起始点走到第1个转向点；

S3.2.2、计算该步的航向均值计算公式如下：

其中，表示上一步的航向均值。