[发明专利]一种基于室内地磁轨迹匹配的航迹推断校准方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于室内地磁轨迹匹配的航迹推断校准方法，所述的方法包括如下步骤：（1）正反向地磁轨迹匹配；（2）三维地磁指纹：把载体坐标系下地磁传感器读出的具有姿态特征的三维原始地磁数据映射到导航坐标系下统一的三维地磁指纹；（3）反向地磁指纹：根据正向地磁轨迹生成反向地磁轨迹；（4）基于室内外场景检测的地磁校准触发机制；（5）基于FastDTW算法的室内地磁路径匹配算法。本发明所公开的基于室内地磁轨迹匹配的航迹推断校准方法和装置，不需要前期训练工作，使用成本低廉的惯性传感器以及一些辅助的传感器，利用室内不同路径地磁序列的差异性来消除惯性测量技术的累计误差，从而达到不依赖于外部环境部署以及在紧急情况下，人员的精确定位和导航。

主权项

1.一种基于室内地磁轨迹匹配的航迹推断校准方法，其特征在于，所述的方法包括如下步骤：（1）正反向地磁轨迹匹配（11）在线采集和训练指纹：当用户在执行任务的同时设备后台自动在线采集地磁指纹，地磁指纹的位置和航迹推断位置估计结果形成一种对应关系，在线采集的地磁指纹存储在设备中，并用于校准后续的航迹推断位置估计结果；（12）根据正向地磁指纹生成反向地磁指纹，正向地磁指纹是指在线采集地磁指纹和用户行走方向相一致；（13）同时使用正向地磁指纹、反向地磁指纹和后续的在线采集的地磁指纹进行匹配，提高用户出现在同一路径的机率，一旦出现好的地磁指纹匹配，当前航迹推断的位置将会被校准到用户第一次出现在该位置时候航迹推断的位置；（2）三维地磁指纹：把载体坐标系下地磁传感器读出的具有姿态特征的三维原始地磁数据映射到导航坐标系下统一的三维地磁指纹；（3）反向地磁指纹：根据正向地磁轨迹生成反向地磁轨迹；（4）基于室内外场景检测的地磁校准触发机制：利用室内外可见卫星数量的差异进行室内外场景的识别；由于建筑物的遮挡，GPS模块在室内能够搜索到的卫星数量远小于室外能够搜索到的卫星数量；如果一段时间内的可见卫星数量的均值小于某个阈值认为用户在室内；否则认为用户在室外；（5）基于FastDTW算法的室内地磁路径匹配算法：（51）采集地磁数据构建采样样本S={D，M，C}，其中D当前瞬时方向，M={magx，magy，magz}为导航坐标系下三维地磁指纹，C={X，Y}为当前坐标；（52）采样样本加入样本队列构成正向地磁轨迹，如果正向地磁轨迹长度小于阈值则继续采集数据；如果正向地磁轨迹长度大于阈值而且通过室内外检测算法判定用户在室内则触发正向地磁轨迹校准算法；（53）为了缩短校准间隔，采用增量式处理，触发校准算法之后，删掉正向地磁轨迹的最前面一段样本序列，然后在正向地磁轨迹末尾加入新的采样样本构成新的正向地磁轨迹，当正向地磁轨迹长度达到阈值而且通过室内外检测算法判定用户在室内再次触发地磁轨迹校准算法。