[发明专利]基于IMU数据的用户室内运动轨迹匹配方法

权利要求书

1.基于IMU数据的用户室内运动轨迹匹配方法，其特征在于，它包括以下步骤：

步骤一、采用节点构成室内参考地图；

步骤二、根据室内参考地图获得室内参考地图的转角矩阵GD和室内参考地图的权重矩阵W；

步骤三、采用IMU数据得到室内运动轨迹，根据室内运动轨迹获得转角方向和相邻节点之间的距离矩阵TD，将室内运动轨迹与室内参考地图进行匹配，获得室内参考地图中与室内运动轨迹包含节点数相同的轨迹集合A；

步骤四、从步骤三中的轨迹集合A中排除重复点的轨迹，获得轨迹集合B；

步骤五、在轨迹集合B中，将各轨迹中每3个连续节点利用室内参考地图的转角矩阵GD确定三个节点之间的转角方向并与室内运动轨迹的转角方向比较，与室内运动轨迹的转角方向完全相符的轨迹集合保留，获得轨迹集合C；

步骤六、利用室内参考地图的权重矩阵W和D算法得到最短距离矩阵R，通过最短距离矩阵R获得轨迹集合C中各轨迹相邻两节点之间的直线距离，将轨迹集合C中各轨迹相邻两节点之间的直线距离与室内运动轨迹各相邻节点之间距离TD对比，满足门限值θ_th等距离条件的轨迹保留，获得轨迹集合D，从而获得室内运动轨迹上各点的绝对物理位置；

将参考地图定义为G(V,E)，V表示节点的集合，E表示边的集合，节点的集合为V＝{v₁,v₂,....v_n}，共包含n个节点，对每一个节点v_m,1≤m≤n,建立一个n×n维的矩阵，矩阵的行和列都与节点对应，记作GD(:,:,m)＝[c_ij]_n×n，i为行数，j为列数，根据公式：

获得室内参考地图的转角矩阵GD，

其中，m表示节点的编号，

若v_i到v_j只经过一个转角，且转角节点为v_m，转角方向为右转，则c_ij＝1，

若v_i到v_j只经过一个转角，且转角节点为v_m，转角方向为左转，则c_ij＝-1，

若v_i到v_j不经过转角、v_i到v_j经过不止一个转角或者v_i到v_j只经过一个转角但转角节点不是v_m，则c_ij＝0，

GD(:,:,m)表示由一个节点:到另一个节点:在经过编号为m的节点处发生转角。

2.根据权利要求1所述基于IMU数据的用户室内运动轨迹匹配方法，其特征在于，步骤一中，采用节点构成室内参考地图的方法为：

利用MATLAB软件对室内平面图进行处理，选取节点包括每个房间选取的1-2个点、走廊与房间的交叉点、转角以及走廊的起始点终止点，并将点之间连线生成拓扑图，对所有点进行编号和标注距离得到参考地图。

3.根据权利要求1所述基于IMU数据的用户室内运动轨迹匹配方法，其特征在于，门限值θ_th等距离条件为：

轨迹集合C中各轨迹每相邻两节点都存在直线距离，首和尾这两段直线距离，满足的条件为：

|轨迹集合C中各轨迹首距离-室内运动轨迹各相邻节点之间距离矩阵TD的首距离|≤θ_th或者|轨迹集合C中各轨迹首距离|≥室内运动轨迹各相邻节点之间距离矩阵TD的首距离，

|轨迹集合C中各轨迹尾距离-室内运动轨迹各相邻节点之间距离矩阵TD的尾距离|≤θ_th或者|轨迹集合C中各轨迹尾距离|≥室内运动轨迹各相邻节点之间距离矩阵TD的尾距离，

对于首和尾两段直线距离之间的直线距离，满足的条件为：