[发明专利]一种多信息融合的室内定位与导航方法

说明书

本发明公开了一种多信息融合的室内定位与导航方法，涉及室内导航和定位方法。本方法包括以下步骤：首先，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；其次，移动终端通过内置惯性传感器信息推算当前位置；然后，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；进一步，依据室内校正点的蓝牙基站进行当前位置的校正；最后，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。本发明结合多种定位方法，有效的提高了室内定位的精度和获取室内位置的GPS信息，并完成室内的路径导航，具有广泛的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种室内定位和导航方法，尤其涉及一种多信息融合的室内定位与导航方法。

背景技术

如今，GPS系统已经可以有效的解决户外的导航问题，例如几乎每辆汽车都安装了GPS 接收器作为车载导航。由于卫星信号穿透墙壁时会发生严重衰减，因此室内无法接收足够精确的GPS信号实现定位与导航。在大型室内区域，例如飞机场、博物馆、地下商场、地下变电站房等，室内定位与导航问题尤为突显。

随着手机等智能终端开始内置丰富的高精度和可靠的传感器，室内定位越来越成为了人们关注和研究的热点之一。目前，主要有两种室内定位方式：基站定位和无源定位。基站定位主要是通过接收基站信号，利用信号特性进行三边测量或强度匹配等方式确定与基站的相对位置，在结合基站坐标位置确定当前室内位置，如无线定位、红外定位和超声波定位都属于基站定位。该定位方式的主要缺陷是需要部署额外的设备，这将大大增加成本，同时基站信号往往会受限于室内复杂的结构，因此该方法定位误差较大，精度不够。为了节约室内定位成本，无源定位方式受到了人们的重视。无源定位主要是利用设备自带的传感器解决定位问题，如摄像机、激光测距器、磁力计和惯性测量单元。

最近，微机电系统的快速发展，更多廉价和体积小的器件被内置于便携式设备内。因此，人们可以利用惯性测量单元追踪行人的相对起始点的位置。利用惯性测量单元追踪行人位置的方式包括：惯性导航和航迹推算。其中，惯性导航主要是利用加速度传感器和陀螺仪获取载体的加速度和方向，然后通过加速度的两次积分得到位移，结合陀螺仪数据获取载体方向，便可以得到位置信息。惯性导航的主要问题是误差累计，对于低精度传感器，静止状态下位置累计偏差在短时间内就会达到不可接受的范围。航迹推算是现在行人室内定位的主要方式，它主要是通过对行人步态的检测，利用步长和步频计算行人的位置。该方法原理简单，对传感器要求不高。但是该方法的难点是步长的估计，因此对于不同的行人步长估算将决定行人导航精度。

此外，地磁定位作为一种辅助定位方式，近年也越来越成为研究重点，其主要是通过建立室内地磁数据库，通过采集当前位置地磁数据，通过一定的匹配算法实现地磁定位。地磁定位的精度主要取决于采样间隔点，一般在1m左右。地磁匹配的优点在于误差的不累积，定位误差不会随着时间而增大。

综合上述，现有的室内定位技术都有自己的优点和缺陷，单一方式往往受限于室内结构，或精度不高。因此，现有室内导航和定位技术还有待改进。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于克服现有技术的缺陷，提供了一种多信息融合的室内定位与导航方法，通过组合多种室内定位方式，并结合室内空间分布信息平面图，提高室内定位精度，实现室内路径导航。

为了达到上述目的，本发明提供的基于多方式组合实现室内导航定位的方法，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。