[发明专利]室内人员的定位方法

摘要

本发明涉及一种室内人员的定位方法，其具体步骤是：a、采用步频步幅法对室内人员的平面位置进行定位；b、采用时频转换积分法对室内人员的平面位置进行定位；c、由CPU实时读取气压高度传感器检测到人员位置的海拔高度值Zi，d、对步骤a和步骤b得到的人员位置结果进行融合；最后，结合步骤c得到的室内人员在第i时刻的海拔高度位置Zi，得出室内人员在第i时刻的三维空间位置（Xi，Yi，Zi）并作为三维空间的定位结果，实现了对室内人员的定位。本发明利用传感器实时测量气压、运动加速度，方位角等数据实时测算出人员的位置信息，不仅定位精度高，而且可靠性高。

主权项

一种室内人员的定位方法，其特征在于：其具体步骤是：a、采用步频步幅法对室内人员的平面位置进行定位；由第一CPU实时读取第一地磁场传感器检测到的室内人员的方位角θ1、θ2、θ3…θk‑1、θk、θk+1所述方位角是正东方向向北偏移的角度，其中，k为正整数；由第一CPU实时读取第一惯性传感器检测到室内人员的垂直方向的加速度值a1、a2、a3…ak‑1、ak、ak+1，并对检测到的加速度值a1、a2、a3…ak‑1、ak、ak+1进行FIR滤波，计算出加速度0点间的时间间隔T，为室内人员行走半步所用的时间，室内人员行走的步频F＝1/2T，而所述加速度0点指的是，若ak‑1*ak+1＜0且ak＝0，称ak为加速度0点，而步频F和步幅S的关系如表达式表达式(1‑1)、(1‑2)和(1‑3)所示：S＝K1(0<F<1.35)        (1‑1)S＝K2*F‑K3(1.35≤F≤2.45)    (1‑2)S＝K4(2.45<F<+∞)      (1‑3)其中，K1，K2，K3，K4是常数；若室内人员的平面起始位置为(X0，Y0)，则室内人员在第i时刻的平面位置为(X′i，Y′i)且如表达式(2)所示：其中，θk是室内人员行走的第k步的方位角，Sk是室内人员行走的第k步的步幅；b、采用时频转换积分法对室内人员的平面位置进行定位；由第二CPU实时读取第二地磁场传感器检测到的室内人员的方位角θ1、θ2、θ3…θm‑1、θm，所述方位角是正东方向向北偏移的角度，其中，m为正整数；由第二CPU读取第二惯性传感器检测到室内人员的水平方向的加速度值A1、A2、A3…Am‑1、Am，并对加速度值A1、A2、A3…Am‑1、Am进行防脉冲干扰滤波，得到防脉冲干扰滤波后的加速度值A1’、A2’、A3’…Am‑1’、Am’，然后在时域里对加速度值A1’、A2’、A3’…Am‑1’、Am’进行二次积分，而时域的二次积分是转换为频域得到的，即时域的二次积分得到的结果为室内人员的行走距离，即室内人员的行走距离为d1、d2、d3…dm‑1、dm，若室内人员的平面起始位置为(X′0，Y′0)，则室内人员在第i时刻的平面位置为(X″i，Y″i)且如表达式(3)所示：其中，θm是室内人员行走第m步的方位角，dm是第m次推算出的室内人员行走的距离；c、由CPU实时读取气压高度传感器检测到室内人员在第i时刻的海拔高度位置Zi；d、对步骤a和步骤b的平面定位结果进行融合；若室内人员在第i时刻的步态不明显，即无法计算出加速度0点，而室内人员确实在移动，则以步骤b得到的平面位置作为室内人员在第i时刻的平面定位结果；若室内人员在第i时刻的步态明显，即算出加速度0点，且步骤a和步骤b的平面位置相差小于0.1米时，则算出步骤a得到的平面位置和步骤b得到的平面位置的均值作为室内人员在第i时刻的平面定位结果；若室内人员在第i时刻的步态明显，即算出加速度0点，且步骤a和步骤b的平面位置相差大于0.1米时，则以步骤b得到的平面位置作为室内人员在第i时刻的平面定位结果；最后，结合步骤c得到的室内人员在第i时刻的海拔高度位置Zi，得出室内人员在第i时刻的三维空间位置(Xi，Yi，Zi)并作为三维空间的定位结果，实现了对室内人员的定位。