[发明专利]一种基于众包IMU惯导数据的楼宇室内平面图建立方法

摘要

一种基于众包IMU惯导数据的楼宇室内平面图建立方法，本发明楼宇室内平面图建立方法。本发明是为了解决现有技术需要由专业的测绘人员进行精确的测绘，造成成本较高的问题。本发明步骤为：步骤一：众包IMU惯导数据的获取；步骤二：对步骤一获得的众包IMU惯导数据利用行人航迹推算算法生成用室内行走轨迹；步骤三：对步骤二生成的室内行走轨迹进行区域密度统计，对不符合室内人员行走模型的轨迹进行删除，并对噪声点进行滤除，利用alph‑shape算法进行室内地图的轮廓生成。本发明方法能以较低的人力成本与时间成本快速构建精确的二维楼宇室内地图，本发明应用于室内定位技术领域。

主权项

1.一种基于众包IMU惯导数据的楼宇室内平面图建立方法，包括以下步骤：步骤一：众包IMU惯导数据的获取；步骤二：对步骤一获得的众包IMU惯导数据利用行人航迹推算算法生成室内行走轨迹；步骤二一：根据众包IMU惯导数据特征对室内环境进行兴趣点检测，根据检测结果匹配数据库得到用户轨迹的起始点坐标，并通过电子罗盘数据进行起始方向的判定；步骤二二：采用线性步长模型估计用户步长；步骤二三：对众包IMU惯导数据加速度进行峰谷值检测得到计步数目；步骤二四：利用四元数法和互补滤波法分别对三轴加速度数据和三轴陀螺仪数据计算得到航向角；步骤二五：采用得到的用户轨迹的起始点坐标、用户步长、计步数目和航向角作为行人航迹推算算法的输入，得到众包用户的室内行走轨迹；步骤三：对步骤二生成的室内行走轨迹进行区域密度统计，对不符合室内人员行走模型的轨迹进行删除，并对噪声点进行滤除，利用alph‑shape算法进行室内地图的轮廓生成；其特征在于，所述步骤三中对步骤二生成的室内行走轨迹进行区域密度统计，对不符合室内人员行走模型的轨迹进行删除，并对噪声点进行滤除，利用alph‑shape算法进行室内地图的轮廓生成的具体过程为：步骤三一：对所生成的室内行走轨迹进行区域密度统计；步骤三一一：在存在用户行走轨迹的范围内划分为多个半径为0.3～0.4m的六边形，将用户行走轨迹的范围填充满；步骤三一二：对在同一六边形内的所有初始点相同的用户轨迹进行累加，统计在该六边形区域内用户轨迹的累加次数；步骤三一三：对统计完成的六边形区域累加次数进行权重划分；其中C_n为所有用户密度区域，N_i表示在步骤三一二得到的累加次数，N_wi表示权重划分后的累加次数，x_i和y_i为用户轨迹坐标，x₀和y₀为用户初始点坐标，x_j和y_j为C_n区域内用户轨迹坐标；步骤三一四：将不同初始点的轨迹密度进行累加，并以不同的密度区间按照室内行走模型参数进行划分；根据室内行走模型，占总轨迹数大于等于70％的密度空间划分为A类进行保留；占总轨迹数小于等于30％的密度空间划分为B类，进行剔除；步骤三二、对离散噪声点进行滤除；求六边形密度区域的中心点，依次寻找离该中心点1.5～2m内其他中心点的数目，若中心点数目小于预设阈值，则删除该点，直至所有点遍历完毕；步骤三三、利用alph‑shape算法进行室内地图的轮廓生成：步骤三三一：根据六边形边缘点集建立Delaunay三角网；步骤三三二：在三角网上删除不符合alpha‑Shape要求的三角形的边；先删除边长大于2α的三角形的边长；再递归判断要删除的边缘三角形的边长，若通过三角形两个顶点并且半径为α的圆包含其他点，则删除此边缘三角形的边长；步骤三三三：在删除不符合alpha‑Shape要求的三角型后所得到的三角网上求出三角网的边缘；该边缘即为六边形边缘点集的边缘线。