[发明专利]基于CKF的IMU/Wi‑Fi信号的超紧组合室内导航方法

权利要求书

1.基于CKF的IMU/Wi-Fi信号的超紧组合室内导航方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：在室内选取一定密度的参考点，测量并记录每个参考点从接入点APs接收到的信号强度和相对应的位置信P_DB，建立RSS Fingerprint数据库；

步骤二：将IMU固定于行人脚上，用其测量行人行进时的运动信息加速度a和转速ω，通过惯性导航解算得到行人的速度V_IMU，位置P_IMU以及姿态A_IMU；

步骤三：利用步骤二得到的加速度a对加速度计进行零速校正，并对校正后的运动信息进行惯性导航解算，通过扩展滤波器滤波，得到校正后的位置速度V_JIMU，并与步骤二中得到的速度V_IMU做差得到速度误差ΔV；

步骤四：利用步骤二得到的位置信息P_IMU与RSS Fingerprint数据库中参考点的位置信息P_DB进行比较，筛选出与该测量点较近的n个点然后分别与IMU测得的位置P_IMU做差得到行人与参考点间的距离所涉及的表达式为：

dIMUi=(XIMU-XDBi)2+(YIMU-YDBi)2]]>

其中，X_IMU和Y_IMU是由IMU测得位置坐标P_IMU的分量，且有P_IMU＝{X_IMU,Y_IMU}；和是所选参考点的坐标的分量，且有

步骤五：利用行人携带的Wi-Fi天线接收Wi-Fi信号，并测量接收到的信号强度，根据信号强度与距离的数学模型计算出测量点与接入点APs的距离d，从而利用三边测量法解算测量点的位置P_Wi-Fi，并与IMU测得的位置做差，得到位置误差ΔP；

所涉及的Wi-Fi信号强度RSS和距离d间的数学模型为：

d=d0·10RSS0-RSS10·p]]>

式中，d₀为已知的参考距离，RSS₀为在参考距离d₀处的平均信号强度，p为信号衰减指数；

步骤六：利用步骤五到的位置信息P_Wi-Fi与RSS Fingerprint数据库中参考点的位置信息P_DB进行比较，筛选出与该测量点较近的n个点然后分别与Wi-Fi定位得到的位置P_Wi-Fi做差得到行人与参考点间的距离即：所涉及的表达式为：

dWi-Fii=(XWi-Fi-XWi-Fii)2+(YWi-Fi-YWi-Fii)2]]>

其中，X_Wi-Fi和Y_Wi-Fi是测得的位置坐标P_Wi-Fi的分量，且有P_Wi-Fi＝{X_Wi-Fi,Y_Wi-Fi}；和是所选参考点坐标的分量，且有

步骤七：将步骤四和步骤六中得到的距离做差，得到距离差Δdⁱ；

步骤八：使用步骤三得到的速度误差ΔV和步骤五求得的位置误差ΔP，作为CKF的状态量X＝[ΔV，ΔP]，使用步骤七得到的距离差Δdⁱ作为CKF的量测量Z＝[dⁱ]，利用CKF进行滤波解算；

步骤九：利用步骤八中得到的滤波后的速度误差ΔV、位置误差ΔP对IMU测得的速V、位置P进行校正，将步骤八中得到的滤波后的位置误差ΔP对步骤五中的测量点的位置P_Wi-Fi进行校正，从而获得最终的行人室内导航信息。

2.根据权利要求1所述的基于CKF的IMU/Wi-Fi的信号超紧组合室内导航方法，其特征在于，步骤一中，在选取参考点时，每5米取一个参考点，每10米取一个参考点，且在每个参考点处四个方向，每个方向测量5组数据，共测量40组数据进行处理，确定该参考点的Wi-Fi信号强度。