[发明专利]一种基于PDR轨迹绘制的室内楼宇轮廓修整方法

说明书

一种基于PDR轨迹绘制的室内楼宇轮廓修整方法，本发明涉及室内楼宇轮廓修整方法。本发明为了解决现有PDR轨迹不精确，生成的室内地图不规则以及Alpha‑shape算法形成原始室内地图轮廓存在着粗糙的凹陷与突出的问题。本发明包括：一：根据Alpha‑shape地图轮廓的原始PDR轨迹，得到PDR轨迹中的拐点点集；二：对步骤一得到的拐点点集进行噪声点剔除与聚类，并得到聚类中心；步骤三：对k个聚类中心设置拐点区域，形成k+1个凸包轮廓的组合，并利用最小外包矩形算法得到k+1个矩形区域的组合；步骤四通过交点将k+1个矩形组合进行连接，形成直线化的地图轮廓。本发明用于室内定位技术领域。

技术领域

本发明涉及基于PDR轨迹绘制的室内楼宇轮廓修整方法。

背景技术

目前，室内定位技术有广泛的应用领域，能够实现复杂环境下的定位、监测和追踪任务。由于移动终端的普及，使得定位系统可以与其他客户共享网络，硬件成本低，适用于医疗机构、主题公园、工厂、商场等各种需要定位导航的场合。

因此基于WiFi的室内定位技术、基于视觉的室内定位技术发展较快，但仍然面临一些问题。例如针对WiFi室内定位技术，需要基于室内详细地图的基础上进行AP位置的测绘、定位RadioMap的建立等。针对基于视觉的室内定位技术，需要在获取室内地图的基础上进行图像获取等。这些技术的基础都需要在未知的室内环境中或未获得准确的室内建筑图纸的情况下，因此需要能够自主建立地图即SLAM技术(simultaneous localization andmapping)构建物理图纸。通常情况下针对未知室内环境来获取室内地图需要花费大量的人力物力，一般需要由专业的测绘人员进行精确的测绘。

利用众包的方式建立室内地图是较为便利的一种方式。众包(CrowdScouring)是指一个公司或机构把过去由员工执行的工作任务，以自由自愿的形式外包给非特定的(而且通常是大型的)大众网络的做法。结合室内定位中未知环境的地图建立的需求，可以通过广大用户众包的方式以较低的人力、物力和时间成本进行室内地图的建立与更新。相较由专业人员进行室内环境测绘，利用众包的方法能够在保证一定的精度上大大节省实现室内定位的成本，对室内定位技术的推广有巨大的应用价值。

在该方法中，用户上传自身手机终端中的IMU数据，结合行人航迹推算算法(PDR)能够复现用户在室内环境中的行走轨迹。通过大量用户轨迹的融合，可以体现出室内环境的轮廓。但是由于PDR轨迹的误差、众包数据的误差，其用户轨迹并不精确，轨迹并非是直线。因此其通过众包轨迹建立的室内地图轮廓边缘存在着一定的突出与凹陷，整体轮廓并非是直线化。而最终希望得到的用于定位的室内地图需进一步的精确与直线化，便于室内定位技术的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有PDR轨迹不精确，生成的室内地图不规则以及Alpha-shape算法形成原始室内地图轮廓存在着粗糙的凹陷与突出的缺点，而提出一种基于PDR轨迹绘制的室内楼宇轮廓修整方法。

一种基于PDR轨迹绘制的室内楼宇轮廓修整方法包括以下步骤：

步骤一：根据Alpha-shape地图轮廓的原始PDR轨迹，得到PDR轨迹中的拐点点集；

步骤二：对步骤一得到的拐点点集进行噪声点剔除与聚类，并得到聚类中心；

步骤三：对步骤二得到的k个聚类中心设置拐点区域，将拐点区域作为交集对Alpha-shape地图轮廓进行划分，形成k+1个凸包轮廓的组合，并利用最小外包矩形算法(MBR)得到k+1个矩形区域的组合；

步骤四：对步骤三得到的k+1个矩形区域组合求解交点，通过交点将k+1个矩形组合进行连接，形成直线化的地图轮廓。

本发明的有益效果为：