[发明专利]基于地磁信息的室内定位方法及系统

权利要求书

1.一种基于地磁信息的室内定位方法，所述方法包括：

步骤1，确定用户在室内的初始位置区域，并在所确定的初始位置区域内沿可达路径区域分布多个粒子，每个粒子具有两个属性：坐标和权值；

步骤2，基于用户移动的方向和步长来移动每个粒子，并更新每个粒子的坐标；

步骤3，基于每个粒子移动前后位置的磁感应强度与用户移动前后采集的磁感应强度计算该粒子的移动与用户的移动之间的相似程度，并基于该相似程度来更新粒子的权值，其中，对于相似程度大的粒子，提高其权值；对于相似程度小的粒子，降低其权值；

步骤4，对所有粒子的横坐标和纵坐标分别进行加权求和，以得到对用户当前位置的估计。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括：

步骤5，判断所述对用户当前位置的估计是否满足设定的误差范围；如果不满足，则返回至步骤1继续执行；如果满足，则对当前的所有粒子进行重要性重采样，然后转至步骤2继续执行；直到用户停止定位为止。

3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括构建地磁定位数据库的步骤，其包括：

a)以设定的最小定位精度将待定位的室内地图划分为多个区域，在用户可达的每个区域至少标定一个参考点；

b)连接参考点得到采样路径，采样路径应覆盖该室内所有的可达区域；

c)对每条采样路径以匀速率进行采样，采集该路径上各点处的磁感应强度和磁场矢量在水平面上投影的指向，并将该磁场矢量在水平面上投影的指向与当前的行进方向的差值作为地磁方向在该点的修正值；

d)基于每条采样路径采集的地磁数据来设置处于沿采样路径径向方向一定范围内的各个点处的地磁数据。

4.根据权利要求1或2所述的方法，所述步骤2包括：

步骤21)基于用户移动的方向计算每个粒子移动方向α：

α＝β+ε+δ

其中β为用户移动的方向，以偏离正北方向的角度来表示；ε为地磁方向在该粒子坐标对应的室内位置处的修正值，对于室内每个位置，地磁方向在该位置处的修正值是一个常数；δ为一个随机变量，其取值范围在正负20度之间，对于每个粒子，随机地从该范围内取一个数作为δ的取值；

步骤22)基于用户移动的步长计算每个粒子移动的步长S为：

S＝B+Δ

其中B为用户移动的步长，Δ为一个随机变量，取值范围通常在步长B的正负50％之间，对于每个粒子，随机地从该范围内取一个数作为Δ的取值；

步骤23)基于每个粒子移动方向α和移动步长S来更新该粒子的坐标。

5.根据权利要求1或2所述的方法，所述步骤3中所述粒子的移动与用户的移动之间的相似程度是通过该粒子移动前后位置处的磁感应强度差值与在用户移动前和移动后采集的磁感应强度的差值相减后得到的差的绝对值来衡量的，该绝对值越小，相似程度越高。

6.根据权利要求1或2所述的方法，所述步骤3中所述粒子的移动与用户的移动之间的相似程度是通过所采集用户移动前后的磁感应强度序列和每个粒子移动前后位置之间所连直线上对应各点的磁感应强度构成的序列之间的相似程度来衡量的。

7.根据权利要求1或2所述的方法，所述步骤5中判断对用户当前位置的位置估计是否满足设定的误差范围包括：

利用该室内环境中已有的其他的定位机制中的任一种来估计用户当前的位置并计算该位置与经步骤4得到的对用户当前位置的估计之间的距离，判断该距离是否在设定的误差范围内。

8.根据权利要求1所述的方法，在步骤1中，对于没有搭建无线局域网的室内环境，部署若干个蓝牙信标，并将信标ID和信标部署坐标相绑定或者采用基于测距的定位方法确定用户的初始位置区域。

9.一种基于地磁信息的室内定位系统，所述系统包括：

用于确定用户在室内的初始位置区域，并在所确定的初始位置区域内沿可达路径区域分布多个粒子的装置，其中每个粒子具有两个属性：坐标和权值；

用于基于用户移动的方向和步长来移动每个粒子，并更新每个粒子的坐标的装置；

用于基于每个粒子移动前后位置的磁感应强度与用户移动前后采集的磁感应强度计算该粒子的移动与用户的移动之间的相似程度，并基于该相似程度来更新粒子的权值的装置；其中，对于相似程度大的粒子，提高其权值；对于相似程度小的粒子，降低其权值；

用于对所有粒子的横坐标和纵坐标分别进行加权求和，以得到对用户当前位置的估计的装置。