[发明专利]基于运动量测信息的个人定位方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及导航与定位领域，尤其涉及一种基于运动量测信息的个人定位方法及装置。

背景技术

导航与定位技术是现代社会的重要支撑性基础技术之一。目前主要的定位技术按照原理分为如下几种：GPS定位；惯性导航定位(INS)、GPS/INS融合定位以及射频识别(RFID)定位等。它们各有优缺点。GPS定位是目前使用最广泛的定位方式。它的特点是定位精度较好，使用范围广，定位可靠。但缺点是存在着信号遮挡问题，在城市建筑内，林荫道等很多场合无法提供定位信息。惯性导航定位(INS)是根据惯性测量单元的数据，并采用时间积分的方法来获得轨迹，具有不受外界信号干扰，环境适应性强的优点。但缺点是具有误差累积效应。因此实用中往往需要将惯性导航定位和GPS定位融合在一起使用，以定期修正惯导的累积误差。然而精度较高的惯性测量传感器十分昂贵，低成本的惯性测量单元又误差较大，都无法直接在个人导航系统中应用。射频识别(RFID)技术主要适合室内环境，而且也需要预先布置好大量的射频定位设备才能工作，成本较高，目前尚处于实验阶段。

除了以上提及的定位技术之外，与本发明有一定相关性的是步数计数器。它通过检测人体垂直轴上的加速度变化脉冲来确定走步，并进行计数。但它只能计数，没有任何定位功能。

在个人定位的情况下，具有使用环境多变，运动方式多变的特点。前面提及的技术都无法完全满足要求。

发明内容

为了克服现有技术方法精度不高，可靠性和环境适应性差的问题，本发明提供了一种基于运动量测信息的个人导航定位方法和装置，本发明能有效实现使用者在各种环境下的可靠定位；具有携带便捷、使用方便、环境适应性好的特点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种基于运动量测信息的个人定位方法，该方法包括以下步骤：

(1)标定运动模型参数；

(2)接收来自传感器的数据；

(3)确定当前朝向以及实际运动方向和朝向的差角；

(4)确定当前的实际运动方向和步频；

(5)由步频根据运动模型确定对应的步长；

(6)由实际运动方向和步长推算当前位置。

(7)在能获得GPS信号时，利用GPS定位信息修正定位结果和对应运动模型参数。

一种用于基于运动量测信息的个人定位装置，它包括：运动传感装置、人工及GPS定位信息输入装置、信息处理和数据存储装置、定位导航结果输出装置。其中，所述运动传感装置、人工及GPS定位信息输入装置、定位导航结果输出装置分别与信息处理和数据存储装置相连。

本发明的有益效果是：本发明通过对行动人员运动状态的量测，通过运动分类和运动模型来推算运动距离与方向，并最终确定行动人员的当前位置。同时它将运动模型和GPS结合起来，利用GPS来修正定位误差和模型参数误差。克服了传统导航定位器在GPS信号缺失时无法定位的缺点，又具有较高的定位精度。该发明的装置具有轻巧便携，抗干扰性强，可靠性和精度较高的技术特点。

附图说明

图1是本发明的构成原理图；

图2是本发明的装置结构示意图；

图3是本发明的方法总体流程图。

具体实施方式

一、本发明的原理

如图1所示，本发明基于运动量测信息，结合人体运动模型的方法来计算行进距离，判断方向，确认地点高度，最后输出导航解决方案。本方法的原理包括以下部分：①传感信息输入部分：输出运动的三轴线加速度值与三轴角速度值，高度值变化值，当前朝向值，GPS定位值等；②运动分类及定位部分：接收传感信息输入部分输入的信息后，根据设定的步频阈值，判别运动类型，获得运动运动步长和运动方向值，并进行位置计算；③数据误差修正部分：为运动分类及定位部分提供模型和定位数据修正；④标定处理部分：为运动分类部分提供各种运动模型的模型参数和分类判别阈值。