[发明专利]一种提高地磁场定位精度的方法

说明书

一种提高地磁场定位精度的方法，包括如下步骤：步骤1.建立基于统计学分布的地磁场指纹数据库；步骤2测量值位于指纹数据库的各网格的置信度计算方法；步骤3.在定位阶段，采用路径匹配的方法来计算当前位置的坐标，测量和计算的步骤是：步骤4.上述定位算法中最关键的部分是采用贝叶斯分类器，根据历史路径数据及先验概率计算各转弯点的可能位置的概率。本发明通用一系列独特的方法建立地磁场的置信区间指纹数据库，在定位过程中，根据历史定位数据的先验概率，采用贝叶斯分类器来计算当前处于各个可能位置的概率，与传统的K加权近邻法等方法比，大幅度降低了定位误差，提高了地磁场定位的准确率。

技术领域

本发明的主要内容是一种提高地磁场定位精度的方法，是通用一系列独特的方法建立地磁场的置信区间指纹数据库，在定位过程中，根据历史定位数据的先验概率，采用贝叶斯分类器来计算当前处于各个可能位置的概率，以提高地磁场定位的准确率，主要应用在室内定位等物联网技术领域。

背景技术

使用地球磁场进行定位是目前众多的室内定位方案之一，这种定位方案与目前比较流行的基于多个射频信号源进行定位的方式的主要区别在于无需事先部署定位信号源的发射装置。当需定位的场所不确定，或需定位场所的数量庞大，造成无法部署定位信号源时，可以考虑采用这种定位方案。

发明内容

本发明要克服现有技术的上述缺点，提供一种提高地磁场定位精度的方法。

本发明通过结合置信度指纹数据库、路径匹配法和朴素贝叶斯分类器，建立了完善的地磁场定位模型，也取得了较好的定位精度，同时证明了地磁场定位具有较高的可行性和应用前景。

一种提高地磁场定位精度的方法，包括如下步骤：

1.建立基于统计学分布的地磁场指纹数据库。

地球磁场向量一般可以在坐标轴的三个分量方向下分解：以地理上的正北方向、正东方向以及与水平面垂直向下方向，分解为总磁场的正北分量、正东分量和垂直分量。地球磁场在水平面上的投影，称为水平分量，总是指向地磁正北。水平分量的指向就是指南针北极所指的方向，通常被称为磁北；水平分量与地理正北方向形成的角度，称为磁偏角。地球磁场与水平面形成的角度，称为磁倾角。

综上所述可以将地磁场的各个参数标记为：磁场总强度B，正北分量B_θ，正东分量B_Φ，垂直分量B_γ，水平分量B_H，磁偏角D，磁倾角I，如图2所示。

先将待测量的地块划分为i行j列的网格，网格的大小应小于地磁场测量的精度要求，然后按以下公式测量每个网格的地磁场强度：

其中分别表示地磁场三个方向上的分量，表示地磁场的总强度。由于经过验算，在统计学上基本符合正态分布，因此我们可以将其分布特征作为指纹特征来进行储存。因此指纹数据库的数据格式为：

(μ_Ax,μ_Ay,μ_Az,σ_Ax,σ_Ay,σ_Az,x_A,y_A) (2)

其中μ_Ax，μ_Ay，μ_Az分别为三个方向磁场强度经过高斯滤波之后的均值，σ_Ax，σ_Ay，σ_Az分别为三个方向磁场强度的标准差，x_A，y_A为位置坐标。

2.测量值位于指纹数据库的各网格的置信度计算方法。

当需要判断定位数据与指纹数据库中的数据的符合程度时，可以通过计算其最小置信区间对应的置信度，即：