[发明专利]一种基于PDR结合隐马尔可夫模型的室内在线定位方法

说明书

一种基于PDR结合隐马尔可夫模型的室内在线定位方法，包括如下步骤：S1：获取PDR步长偏差最大值和每时刻陀螺仪角度偏差最大值；S2：将待定位区域划分为若干小网格；S3：确定PDR起始位置；S4：绘制用户原始行走轨迹；S5：确定网格地图上PDR定位概率最大区域；S6：获取若干WiFi定位概率最大的位置和最终定位区域；S7：构建隐马尔可夫模型并确定隐马尔可夫模型的参数；S8：确定最终定位位置；S9：重新绘制PDR最终定位轨迹并确定当前定位位置；本发明解决了现有技术存在的基于智能手机的PDR和WiFi定位技术中因传感器累积误差或WiFi信号不稳定造成定位精度低的问题。

技术领域

本发明属于在线定位技术领域，具体涉及一种基于PDR结合隐马尔可夫模型的室内在线定位方法。

背景技术

现有的研究较为广泛的基于智能手机室内定位技术包含有PDR(Pedestrian DeadReckoning)和WiFi两大技术。PDR技术是一种依赖于智能手机内置运动传感器信息来获得用户运动轨迹，从而实时确定用户位置的一种定位技术。该种定位方式成本较低，定位算法简单，但因智能手机内置传感器精度较低且存在累积误差现象，造成在采用单一PDR技术定位时精度不高，随定位时间增大定位误差逐渐增大，无误差纠正时难以长时间定位。WiFi定位技术通过手机接收到的WiFi RSSI(Received Signal Strength Indication)信息进行定位，存在离线和在线定位两个阶段。WiFi定位不依赖于其他设备，定位成本相对较低，但由于WiFi信号不稳定，单一使用WiFi技术进行定位时定位精度不高。

现有的基于WiFi和PDR定位技术大都是采用其中单一技术进行定位，定位精度不高，而采用PDR和WiFi进行融合的定位技术又大多是将这两种单一定位技术的定位结果进行简单加权所得，定位的效果也不是十分理想。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提出一种基于PDR结合隐马尔可夫模型的室内在线定位方法，用于解决现有技术存在的基于智能手机的PDR和WiFi定位技术中因传感器累积误差或WiFi信号不稳定造成定位精度低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于PDR结合隐马尔可夫模型的室内在线定位方法，包括如下步骤：

S1：根据历史数据，获取PDR步长偏差最大值和每时刻陀螺仪角度偏差最大值；

S2：根据地图约束将待定位区域划分为若干小网格，并获取网格地图；

S3：使用WiFi定位方法确定PDR起始位置；

S4：使用PDR方法在网格地图上从PDR起始位置起绘制用户原始行走轨迹；

S5：根据PDR起始位置、PDR步长偏差最大值和每时刻陀螺仪角度偏差最大值，确定网格地图上PDR定位概率最大区域；

S6：使用WiFi定位方法获取若干WiFi定位概率最大的位置，并结合PDR定位概率最大区域获取最终定位区域；

S7：根据最终定位区域，构建隐马尔可夫模型并确定隐马尔可夫模型的参数；

S8：根据隐马尔可夫模型的参数，确定最终定位位置；

S9：根据最终定位位置和用户原始行走轨迹，重新绘制PDR最终定位轨迹并确定当前定位位置。

进一步地，步骤S1中，每时刻陀螺仪角度偏差最大值的公式为：

θ_max＝β/t

式中，θ_max为每时刻陀螺仪角度偏差最大值；β为单位时间内角度偏差之和；t为单位时间。

进一步地，步骤S4包括如下步骤：