[发明专利]用于基于磁场地图的定位系统的移动终端及其方法

说明书

技术领域

以下描述涉及一种用于基于磁场地图的定位系统的移动终端及其方法。

背景技术

基于移动通信信号的定位方法可基于连接到终端的小区基站的位置和接近方案，或基于测量终端与终端附近的至少三个小区基站之间的信号传播距离的三角测量，来估计终端的位置。基于无线LAN的定位方法可基于终端所属的接入点(AP)的位置估计无线LAN终端的位置，或者，基于所述终端附近的AP处的信号的强度来执行通过预先记录的印记的使用的样式匹配，从而估计无线LAN终端的位置。基于超宽带（UWB）的定位方法可基于测量终端与产生UWB信号的AP之间的距离的三角测量，来估计终端的位置。

基于磁场地图的定位方法可基于终端的位置处的磁场来估计终端的位置。在该示例中，代表性定位方法可包括卡尔曼滤波器、粒子滤波器(particlefilter)、马尔可夫定位(Markov localization)及其它类型的方法。所述方法可测量随着移动终端移动而以各种形式改变的环境参数，并且可基于测量的结果估计移动终端的位置。

发明内容

在一个总的方面，提供一种用于基于磁场地图的定位系统的移动终端，包括：存储器，被配置为存储包括按位置的磁场值的磁场地图。所述移动终端还包括：磁场传感器，被配置为测量在移动终端的位置处的磁场值。所述移动终端还包括：惯性测量单元（IMU）传感器，被配置为测量移动终端的加速度值和陀螺值。所述移动终端还包括：处理器，被配置为基于磁场地图、磁场值、加速度值和陀螺值确定移动终端的位置。

陀螺值包括移动终端的旋转值和方位值。

处理器包括：磁场值校正器，被配置为基于加速度值和陀螺值校正磁场值。处理器还包括：第一位置估计器，被配置为基于磁场地图和校正的磁场值确定移动终端的位置。

磁场值校正器包括：倾斜误差计算器，被配置为基于加速度值和陀螺值确定移动终端的倾斜误差。磁场值校正器还包括：磁场值校正实现器，被配置为基于倾斜误差校正磁场值。

倾斜误差包括俯仰、横滚和偏航。

处理器包括：第一方向产生器，被配置为基于磁场值和加速度值产生第一方向信息。处理器还包括：第二方向产生器，被配置为基于加速度值和陀螺值产生第二方向信息。处理器还包括：方向信息权重设置单元，被配置为基于第一方向信息和第二方向信息设置方向信息权重。

方向信息权重设置单元被进一步配置为：从第一方向信息的变化减去第二方向信息的变化来确定第一值。方向信息权重设置单元被进一步配置为：如果第一值大于预定阈值，则将方向信息权重设置为第二方向信息。方向信息权重设置单元被进一步配置为：从第二方向信息的变化减去第一方向信息的变化来确定第二值。方向信息权重设置单元被进一步配置为：如果第二值大于预定阈值，则将方向信息权重设置为第一方向信息。

处理器还包括：移动距离计算器，被配置为基于加速度值确定移动终端的移动距离。处理器还包括：第二位置估计器，被配置为基于磁场地图、磁场值、方向信息权重和移动距离确定移动终端的位置。

处理器包括：磁场值校正器，被配置为基于加速度值和陀螺值校正磁场值。处理器还包括：方向信息产生器，被配置为基于校正的磁场值、加速度值和陀螺值设置移动终端的方向信息权重。处理器还包括：移动距离计算器，被配置为基于加速度值确定移动终端的移动距离。处理器还包括：第三位置估计器，被配置为基于磁场地图、校正的磁场值、方向信息权重和移动距离确定移动终端的位置。

处理器被进一步被配置为基于粒子滤波器或卡尔曼滤波器或马尔科夫定位或粒子滤波器、卡尔曼滤波器和马尔科夫定位的任意组合，确定移动终端的位置。

在另一总的方面，提供一种用于移动终端所包括的基于磁场地图的定位系统的定位方法，包括：确定包括按位置的磁场值的磁场地图。所述方法还包括：测量移动终端的位置处的磁场值。所述方法还包括：测量移动终端的加速度值和陀螺值。所述方法还包括：基于磁场地图、磁场值、加速度值和陀螺值确定移动终端的位置。

陀螺值包括移动终端的方位值和旋转值。

确定移动终端的位置的步骤包括：基于加速度值和陀螺值校正磁场值。确定移动终端的位置的步骤还包括：基于磁场地图和校正的磁场值，确定移动终端的位置。

校正的步骤包括：基于加速度值和陀螺值确定移动终端的倾斜误差。校正的步骤还包括：基于倾斜误差校正磁场值。

倾斜误差包括移动终端的俯仰、横滚和偏航。