[发明专利]一种基于模糊逻辑的行人运动模式判断方法

说明书

本发明提供一种基于模糊逻辑的行人运动模式判断方法，包括如下步骤：根据惯导系统解算出的行人每步的位置信息，以连续几步为计算单位，对其进行直线拟合，以此为基础构造模糊隶属函数，确定行走路径对直线的隶属度；以相邻两步的时间间隔为模糊变量，通过隶属函数表征行人的运动状态，确定运动状态的隶属度；将行走路径对直线的隶属度和运动状态的隶属度作为判断行人运动模式的因素，对其进行模糊综合评判，由评判结果判断运动模式是否正常；若行人运动模式正常，则通过进一步判断行走路径是否沿主楼向，得到行人具体的运动模式。该方法能够判断出行人不同的运动模式，保证在此基础上合理采用HDE修正航向，提高定位精度。

技术领域

本发明属于室内行人定位技术领域，具体涉及一种基于模糊逻辑的行人运动模式判断方法。

背景技术

随着人们对位置服务的需求逐渐增长，室内定位成为近年来的研究热点。其中，基于惯性传感器的行人航位推算(PDR)方法应用广泛，该方法在解算行人运动信息的基础上，通过零速更新(ZUPT)及扩展卡尔曼滤波(EKF)对误差进行估计和修正，具有很强的自主性和抗干扰性。然而，由于航向误差不可观测，会随着行走距离的增加不断累积，故需采用如启发式航向漂移消除(HDE)等方法对其予以修正。HDE基于大多数建筑内部的墙和走廊由直线和直角构成的事实，仅以4-8个主楼向，如0°、90°、180°等作为参考方向，能有效减小行人沿主楼向行走时的航向误差，但对路径为非主楼向的情况，若仍然采用此方法将导致航向被错误修正。为了解决这一问题，在修正航向之前，应先判断行人的运动模式。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于模糊逻辑的行人运动模式判断方法，该方法能够判断出行人不同的运动模式，保证在此基础上合理采用HDE修正航向，提高定位精度。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于模糊逻辑的行人运动模式判断方法，包括如下步骤：

步骤1，根据惯导系统解算出的行人每步的位置信息，以连续几步为计算单位，对其进行直线拟合，以此为基础构造模糊隶属函数，确定行走路径对直线的隶属度；

步骤2，考虑到行人的运动模式不仅与行走路径有关，运动状态也会造成影响，以相邻两步的时间间隔为模糊变量，通过隶属函数表征行人的运动状态，确定运动状态的隶属度；

步骤3，将行走路径对直线的隶属度和运动状态的隶属度作为判断行人运动模式的因素，对其进行模糊综合评判，由评判结果判断运动模式是否正常；

步骤4，若行人运动模式正常，则通过进一步判断行走路径是否沿主楼向，得到行人具体的运动模式。

进一步地，本发明所述步骤1中所述构造模糊隶属函数为：计算各步相对于该直线的距离并取其中的最大值D，以D为模糊变量，构造模糊度隶属函数如式(4)所示，

其中，k₁和c₁是隶属函数的相关参数，μ₁(D)表示行走路径对直线的隶属度。

进一步地，本发明所述步骤2中表征行人的运动状态的隶属函数如式(5)所示：

其中，k₂、p及c₂是隶属函数的相关参数，μ₂(ΔT)表示运动状态的隶属度。

进一步地，本发明所述步骤3的具体过程为：设定两个隶属度的权重w＝[w₁w₂]，计算E＝w₁μ₁(D)+w₂μ₂(ΔT)；

若en等于0，则视行人处于异常运动模式下，否则，视行人处于正常运动模式。