[发明专利]一种基于多源信号融合的室内定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于多源信号融合的室内定位方法，其特征在于，包括：

构建多种信号源在无噪声环境下的多张位置指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图，所述多种信号源至少包括磁场和毫米波；

根据梯度分布图和多张位置指纹地图，确定用于目标室内定位的一种或多种第一信号源,以及用于辅助定位的多个第二信号源:选取多张位置指纹地图中的接收信号强度的平均信噪比最高的N个位置指纹地图；从所述N个位置指纹地图对应的多个梯度分布图中选取均方差最小的梯度分布图，将其对应的信号源作为第一信号源；将余下的N-1个位置指纹地图对应的信号源作为第二信号源;

接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值；

利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置。

2.根据权利要求1所述的基于多源信号融合的室内定位方法，其特征在于，所述接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值包括：

接收多个第一信号源的信号；

将连续多帧或多个位置接收到的多个第一信号源的信号处理为序列，与对应位置指纹地图中的信号接收强度序列进行特征匹配；

利用动态时间规整算法和贪婪算法搜索匹配度最高的信号接收强度序列，将其对应的位置作为目标在当前位置的估计值。

3.根据权利要求2所述的基于多源信号融合的室内定位方法，其特征在于，所述将连续多帧或多个位置接收到的多个第一信号源的信号处理为序列，与对应位置指纹地图中的信号接收强度序列进行特征匹配包括：

若第一信号源的多个接收信号强度的最大信噪比低于阈值，则将接收到的第一信号源和多个第二信号源的信号处理为序列，与对应位置指纹地图中的信号接收强度序列进行特征匹配；

若第一信号源的多个接收信号强度的变化率大于阈值，则将接收到的多帧第一信号源的信号处理为序列，与对应位置指纹地图中的信号接收强度序列进行特征匹配。

4.根据权利要求1所述的基于多源信号融合的室内定位方法，其特征在于，所述利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置包括：

每次一个或多个估计值x更新后把包含状态转移矩阵φ、状态量以及误差、方差、协方差的保留为矩阵P存储；

利用矩阵P和卡尔曼滤波，对所述一个或多个估计值x进行滤波；

根据滤波后的数据反演到估计起始点，并对数据进行数据平滑。

5.根据权利要求1至4任一项所述的基于多源信号融合的室内定位方法，其特征在于，所述构建多种信号源在无噪声环境下的多张指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图包括：

根据待定位区域的平面图将其划分为若干个相同的网格，在每个网格内接收多个信号源的信号强度，并根据其绘制每种信号源的指纹地图和梯度分布图。

6.一种基于多源信号融合的室内定位系统，其特征在于，包括：

构建模块，用于构建多种信号源在无噪声环境下的多张位置指纹地图，并根据其构建多源信号归一化后的梯度分布图，所述多种信号源至少包括磁场和毫米波；

确定模块，用于根据梯度分布图和多张位置指纹地图，确定用于目标室内定位的一种或多种第一信号源,以及用于辅助定位的多个第二信号源:选取多张位置指纹地图中的接收信号强度的平均信噪比最高的N个位置指纹地图；从所述N个位置指纹地图对应的多个梯度分布图中选取均方差最小的梯度分布图，将其对应的信号源作为第一信号源；将余下的N-1个位置指纹地图对应的信号源作为第二信号源;

匹配模块，用于接收一个或多个第一信号源的信号，将其信号强度与对应位置指纹地图进行特征匹配，得到目标在当前位置的一个或多个估计值；

校正模块，用于利用行人轨迹推算方法和滤波算法对所述一个或多个估计值进行校正，得到最终的目标位置。