[发明专利]一种基于粒子滤波算法的室内定位方法有效
申请号: | 201810361226.2 | 申请日: | 2018-04-20 |
公开(公告)号: | CN108632761B | 公开(公告)日: | 2020-03-17 |
发明(设计)人: | 廖学文;王梦迪;李乔;田馨元;齐以星;高贞贞 | 申请(专利权)人: | 西安交通大学 |
主分类号: | H04W4/021 | 分类号: | H04W4/021;H04W4/029;H04W4/33;H04W64/00 |
代理公司: | 西安通大专利代理有限责任公司 61200 | 代理人: | 安彦彦 |
地址: | 710049 陕*** | 国省代码: | 陕西;61 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 粒子 滤波 算法 室内 定位 方法 | ||
1.一种基于粒子滤波算法的室内定位方法,其特征在于,包括以下步骤:采用初始位置定位算法确定初始点坐标,然后通过融合PDR、WiFi与地磁的粒子滤波算法实现定位,具体过程如下:
步骤1:以L0(x0,y0)为初始点分别进行WiFi-PF算法和Mag-PF算法的粒子初始化;
步骤2:利用PDR算法进行实时估计用户行走步数以及方向,对于PDR算法检测到的第k步,得到对应的WiFi-PF算法的定位坐标Mag-PF算法的定位坐标及WiFi-KNN算法的定位坐标
步骤3:第k步时,通过融合Mag-PF算法的定位坐标与地图信息进行定位跟踪是否失败判断;
步骤4:若判断Mag-PF算法的定位跟踪失败,则以WiFi-PF算法的定位坐标为参考重新初始化粒子,即以当前第k步的WiFi-PF的定位坐标为圆心,R为半径画圆,在圆内随机生成Num个粒子,代替原粒子集,作为下一步Mag-PF算法进行粒子滤波的粒子集,再进行步骤6;若判断Mag-PF算法的定位跟踪正常,则进行步骤5;
步骤5:第k步时,将定位坐标与定位坐标进行融合,得到WiFi-PF算法与Mag-PF算法的定位坐标融合后的定位坐标为然后进行步骤7;
步骤6:将WiFi-PF算法的定位坐标作为融合后的定位坐标,即
步骤7:计算WiFi-KNN算法的定位坐标与融合后的定位坐标之间的距离若WiFi-KNN算法的定位坐标与融合后的定位坐标之间的距离disk大于等于门限δ,则说明WiFi-PF算法与Mag-PF算法定位跟踪失败,对WiFi-PF算法与Mag-PF算法中的粒子集分别进行处理,增加一部分分布在位置周围的随机粒子,更新粒子集,那么更新后的粒子在第k+1步时起作用,当前步的定位坐标若WiFi-KNN算法的定位坐标与融合后的定位坐标之间的距离disk小于门限δ,则将作为当前步的定位坐标
步骤8:若检测到计步,k=k+1,跳到步骤3;否则,定位结束。
2.根据权利要求1所述的一种基于粒子滤波算法的室内定位方法,其特征在于,步骤1中初始化具体过程为:以L0(x0,y0)为圆心,R为半径画圆,在圆内随机分布Num个粒子,作为初始粒子集,其中,对WiFi-PF算法和Mag-PF算法生成各自的初始粒子集。
3.根据权利要求1所述的一种基于粒子滤波算法的室内定位方法,其特征在于,步骤3中进行定位跟踪是否失败判断的具体过程如下:
检测第k步前的20步内,Mag-PF算法的定位坐标LM-PF(xM-PF,yM-PF)进入不可达区域的次数RIM-PF,即Mag-PF算法的定位坐标LM-PF(xM-PF,yM-PF)进入不可达区域后启动重新初始化的次数RIM-PF,比较Mag-PF的定位结果进入不可达区域的次数RIM-PF与门限TM-PF的关系,若RIM-PF>TM-PF,则说明Mag-PF算法的定位跟踪失败;否则,说明Mag-PF算法的定位跟踪正常。
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