[发明专利]一种基于粒子滤波算法的室内定位方法有效

专利信息
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
【权利要求书】:

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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