[发明专利]利用手机气压和加速度传感器在山区环境实现用户位置追踪的方法

摘要

本发明公开了一种利用手机气压和加速度传感器在山区环境实现用户位置追踪的方法，通过气压传感器和加速度传感器，可以在山区路线环境下实现对移动用户的位置追踪。该方法通过手机的气压传感器监测到用户的海拔高度，通过地图路线匹配，可以获取用户可能所在的位置集合A；由于可能的位置不止一个，需要通过其他手段排除错误的位置，方法是利用加速度传感器计算用户从上个已知位置后的移动距离，以此获得另一个可能位置集合B，对这两个位置集合进行概率分析，获得概率最大的位置就是用户当前的真实位置。该方法可以替代传统的GPS技术实现室外山区定位，在达到同样定位精度的情况下极大的降低了能耗。

主权项

1.一种利用手机气压和加速度传感器在山区环境实现用户位置追踪的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，初始概率：给定初始位置，假设该初始位置的误差服从正态分布，且误差范围在0‑10米，根据地图匹配，获得用户初始位置在初始点的概率，即初始概率；步骤2，数据收集：在用户移动过程中，通过智能手机内置的气压传感器采集手机所处位置的气压值，采得的气压值组成手机的气压变化轨迹；同理，通过智能手机内置的加速度传感器采集用户移动过程中的加速度读数，获得移动的加速度变化轨迹；步骤3，数据预处理：利用低通滤波器进行滤波，去除高频噪音，再利用平滑算法对加速度变化轨迹和气压变化轨迹进行平滑处理；步骤4，去除气压噪音，对步骤3得到的平滑的气压变化轨迹去除气压噪音，得到最终的的气压变化曲线；步骤5，位置计算：根据步骤4得到的气压变化曲线得到用户当前位置获得该气压值的概率，此概率记为气压观察值概率；根据步骤3得到加速度变化轨迹，获取位置状态转换概率，通过位置状态转换概率、气压观察值概率以及步骤1得到的初始概率建立用户轨迹概率优化模型：其中，B为所有气压的观察值序列，L为位置状态集合，P为气压观察值的分布函数的参数，E为状态转移概率矩阵，∏为初始概率，S表示可能的位置状态总数。求解该用户轨迹概率优化模型得到用户最大概率的位置，该位置就是用户的定位位置结果。