[发明专利]一种多信息融合的室内定位与导航方法在审

申请号：	201810463296.9	申请日：	2018-05-15
公开（公告）号：	CN109298436A	公开（公告）日：	2019-02-01
发明（设计）人：	段盼;胡蓓;毛明轩;段其昌;张恒瑞;杨增瑞;黄晓刚;马毅	申请（专利权）人：	重庆邮电大学;重庆大学
主分类号：	G01S19/42	分类号：	G01S19/42;G01C21/08
代理公司：	北京同恒源知识产权代理有限公司 11275	代理人：	赵荣之
地址：	400065 ***	国省代码：	重庆;50
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摘要：
搜索关键词：	多信息融合室内定位地磁数据路径数据室内导航室内地磁惯性传感器分布信息蓝牙基站路径导航匹配算法室内空间室内位置移动终端校正点内置校正推算应用
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【权利要求书】：

1.一种多信息融合的室内定位与导航方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：获取包括GPS位置信息、地磁数据信息和路径数据的室内空间分布信息平面图；

S2：移动终端通过内置惯性传感器信息推算当前位置；

S3：获取当前位置的地磁数据，通过地磁匹配算法实现室内地磁定位；

S4：依据室内校正点的蓝牙基站进行当前位置的校正；

S5：然后利用多信息融合得到用户的位置信息，结合平面图的路径数据可实现室内导航。

2.根据权利要求1所述的一种多信息融合的室内定位与导航方法，其特征在于：所述步骤S1中的获取包括GPS位置信息、地磁数据信息和路径数据的室内空间分布信息平面图的方法包括以下步骤：

S11：获取室内环境的平面图，对平面图矢量化，形成包含房间、墙壁和路径等要素的矢量模型；

S12：将所述平面图网格化，并建立合适的地面坐标系；

S13：将已获取的室内网格点的GPS位置信息和地磁数据与所述平面图的坐标进行对应关联；

S14：对所述平面图路径区域上的网格点进行筛选，并将分布在路径上的离散点进行拟合，形成室内路径数据；

S15：将上述信息进行整合，形成室内空间分布信息平面图。

3.根据权利要求2所述的一种多信息融合的室内定位与导航方法，其特征在于所述步骤S13中的获取室内网格点的GPS位置信息和地磁数据的方法包括以下步骤：获取建筑物信标点的GPS位置信息；依据已知GPS位置信息和平面图的网格点坐标转换计算室内网格点位置的GPS位置信息；以及，采用移动终端内置磁力计对室内网格点位置进行磁场强度数据采集。

4.根据权利要求1所述的一种多信息融合的室内定位与导航方法，其特征在于：S2中的移动终端通过内置惯性传感器信息推算当前位置的方法包括以下步骤：

S21：惯性导航位置、方向初始化；

S22：利用移动终端内置的加速度计以频率采集加速度数据a_t，获取t时刻位移量X_t＝[x_t,y_t]^T和速度矢量V_t＝[v_xt,v_yt]^T；

S23：利用方向传感器获取设备与正北方向的夹角θ，结合航向角θ信息和位移量X_t，计算出每一时间间隔的位置坐标变化量，推算得到实时当前位置，即状态移动模型：

V_t＝V_t-1+T_s(a_t-1+a′_t-1)

其中，a′_t-1表示随机噪声。

5.根据权利要求1所述的一种多信息融合的室内定位与导航方法，其特征在于：所述步骤S3中的获取当前位置的地磁数据，通过地磁匹配算法实现室内地磁定位的方法，采用粒子滤波算法，包括以下步骤：

S31：粒子滤波初始化，在室内区域随机平均产生N个粒子

S32：当位移发生变化时进行一次迭代，由上述状态移动模型预测下时刻的粒子状态

S33：利用当前位置采集的地磁数据与平面图中位置的地磁强度数据，根据目标观测似然函数计算粒子权值并归一化，目标观测似然函数为：

粒子权值归一化：

其中，Z_t是当前位置采集的地磁数据，D(X_t)是平面图中X_t状态的地磁强度数据，σ为测量噪声标准差。