[发明专利]一种基于惯导的室内定位方法与装置

摘要

本发明提供一种基于惯导的室内定位方法，包括以下步骤：(1)采集待监测载体的陀螺仪测量数据、加速度计测量数据；(2)计算待监测载体的位置；(3)判断是否检测到基站的信号；(4)计算粒子传播距离、传播方向、传播方向变化量；(4)计算粒子传播距离噪声、方向噪声，并计算粒子位置集合；(6)根据检测到的基站的信号计算粒子权值；(7)重采样得到待监测载体的位置估计。本发明还提供一种基于惯导的室内定位装置，包括基站、加速度计、陀螺仪，信号处理单元。本发明建立了基于粒子滤波结合惯性定位与基站数据相融合的柔性定位框架，使得惯性定位与基站信号有效融合，提高定位精确度和可靠性。

主权项

一种基于惯导的室内定位方法，其特征在于，待监测载体(4)行进区域内固定设置有基站(2)，所述基站(2)为iBeacon传感器基站和/或超宽带传感器基站和/或Wifi传感器基站和/或地磁传感器基站和/或RFID基站，待监测载体(4)上设置有加速度计(11)、陀螺仪(12)，所述基于惯导的室内定位方法包括如下步骤：(1)待监测载体(4)行进中，采集待监测载体(4)在载体坐标系下的陀螺仪测量数据、载体坐标系下的加速度计测量数据；(2)利用陀螺仪测量数据、加速度计测量数据计算待监测载体(4)在导航坐标系下的位置(xk,yk)；若待监测载体(4)为人员，则k为采样时刻或人员行进的步数；若待监测载体(4)为非人员，则k为采样时刻；(3)若检测到基站(2)的信号，则跳转到步骤(4)，否则，跳转到步骤(1)；(4)利用待监测载体(4)在导航坐标系下的位置(xk,yk)计算粒子传播距离lk、粒子传播方向θk、粒子传播方向变化量Δθk，其中θk∈[‑π,π]：Δxk=xk-xk-1Δyk=yk-yk-1θk=arctan(ΔykΔxk)Δθk=θk-θk-1lk=(Δxk)2+(Δyk)2;]]>(5)利用下式计算粒子位置集合lk[i]=lk+noise_lk[i]θk[i]=θk-1[i]+(Δθk-ϵk[i]×ΔT)+noise_θk[i]ϵk[i]=ϵk-1[i]+noise_ϵk[i]Xk[i]=Xk-1[i]+lk[i]×cos(θk[i])Yk[i]=Yk-1[i]+lk[i]×sin(θk[i]),]]>其中i为粒子个数，i＝1,2,…,N，为粒子传播距离噪声，为粒子传播方向噪声，为陀螺误差量，为陀螺误差的噪声，ΔT为粒子更新时间间隔；(6)根据检测到的基站(2)的信号计算粒子权值(7)根据粒子权值对所有粒子进行重采样得到新的粒子位置集合并利用下式对粒子位置求均值，得到待监测载体(4)的位置估计Xk‾=1NΣi=1NR_Xk[i]Yk‾=1NΣi=1NR_Yk[i].]]>