[发明专利]一种基于粒子滤波的地图匹配定位方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于粒子滤波的地图匹配定位方法及系统，方法为：将室内环境地图的可行域拆解为直线道路可行域和交叉区域，并对区域中包含的路径进行路径编号；获得基于PDR的结果生成的当前位置的粒子云，及当前位置的粒子云所处的路径编号；获得粒子云的当前位置、当前位置的方差、步长、步长的估计误差、航向角和航向角的误差，进行粒子状态的更新，得到更新后的粒子云；根据路径编号，判断更新后的粒子云中的粒子所处区域，调整更新后的粒子云中每个粒子的权重，得到定位结果。本发明采用了粒子滤波的方法，将室内环境地图基于定位解及其误差建立粒子云，然后通过粒子权重调整更新粒子云的方式，得到定位解，实现室内定位，提高了定位精度。

技术领域

本发明涉及室内定位领域，尤其涉及一种基于粒子滤波的地图匹配定位方法及系统。

背景技术

随着无线定位技术的发展和人们对生活品质的不断追求，定位需求从室外延伸到室内。室内位置信息逐渐在日常生活中扮演重要的角色。室外主要由GNSS提供服务，而室内则受到墙体的遮挡，一般在室内GNSS信号很弱或无法接收，不能提供室内定位服务，因此适用于室内的定位方法得到广泛研究和关注。

在位置服务(Location Based Service，LBS)发展如火如荼的今天，在现有技术中，通常采用基于传感器数据的手机PDR的室内定位技术，PDR称为步行者航位推算，主要是计算获得室内行走的人的位置，该算法是根据步行者行走的步数、步长、方向进行测量和统计，推算出步行者行走轨迹和位置等信息。且步行者行走轨迹和位置是在一维室内空间测量得到的。我们得到的数据都是在一维室内空间得到的，即得到的都是一维的数据，算法简单，便于计算比较。但是在运用PDR进行定位的过程中，由于PDR所使用的积分角是由陀螺仪输出的角速度积分，而对于手机等常用设备所使用的低成本陀螺仪对温度，环境等非常敏感，即自身输出误差较大。因此启动陀螺仪后输出角速度会有一个较为明显的零漂偏差，随着定位次数增加，即定位时间的延长，这个零漂误差给积分角度带来的误差也越来越大，导致定位结果不断发散。这一特性导致其在运用中无可避免的使误差逐渐增大，对于室内环境，就意味着定位解可能会偏移到建筑上，导致定位不准确。

因此，现有技术中的缺陷是，通过PDR技术进行室内定位，PDR自身角度是由积分得来的，导致在运用PDR自身角度进行定位时，随着定位次数的增加，误差越来越大，进而导致定位不准确。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种基于粒子滤波的地图匹配定位方法及系统，采用了粒子滤波的方法，将室内环境地图基于定位解及其误差建立粒子云，然后通过粒子权重调整更新粒子云的方式，得到定位解，实现室内定位，提高了定位精度；避免了通过PDR算法进行室内定位，因其误差大，导致定位准确性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

第一方面，本发明提供一种基于粒子滤波的地图匹配定位方法，包括：

步骤S1，获取室内环境地图，将所述室内环境地图的可行域拆解为直线道路可行域和交叉区域，并对所述直线道路可行域和交叉区域中包含的路径进行标号，每条路径对应一个路径编号；

步骤S2，获得基于PDR的结果生成的当前位置的粒子云，及所述当前位置的粒子云所处的路径编号；

步骤S3，通过PDR算法获得所述粒子云的当前位置、当前位置的方差、步长、步长的估计误差、航向角和航向角的误差，进行当前位置的粒子状态的更新，得到更新后的粒子云；

步骤S4，根据所述路径编号，判断所述更新后的粒子云中的粒子所处区域：

当所述路径编号为单条路径时，判定所述更新后的粒子云中的粒子位于所述直线道路可行域内；

当所述路径编号为多条路径时，判定所述更新后的粒子云中的粒子位于所述交叉区域内；