[发明专利]一种基于误差触发标定的声学修正定位方法

摘要

本发明涉及一种基于误差触发标定的声学修正定位方法，利用IMU(Inertial measurement unit，惯性测量单元)传感器低功耗特性和声学高精度标定，联合测量和修正室内坐标。对于一般惯导定位算法，定位精度随距离和时间逐步恶化。基于误差触发标定的声学修正算法，通常情况下采用IMU定位，累计一定误差后激活声学标定系统，利用声学高精度测量特性修正当前坐标，消除累计误差。由于隐私等问题，PDR导航参数一般是缺乏个性化的，需要利用声学定位与导航来辨识，并且不停的修订，直到判断出来声学定位出现异常；此时，利用PDR辅助声学定位异常判断。本发明适用于高精度要求下的连续定位模式，以及复杂运动姿态下的室内定位，实现了对传统惯导定位累计误差的低成本高精度优化。

主权项

1.一种基于误差触发标定的声学修正定位方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立室内定位模型，采取捷联式惯性导航系统作为主选定位方式，利用智能终端内自带的IMU，获得当前时刻加速度数值和陀螺仪数值；(2)对加速度数值消除线性趋势后积分，得到瞬时速度，再消除均值和线性趋势后积分，得到单位采样率内的位移值；设定正常步频范围(0.3‑0.8s每步)下的IMU更新频率，利用PDR(Pedestrian Dead Reckoning)算法对陀螺仪数值处理估值，结合加速度计和磁力计，得到修正后的转动惯量和三轴转动角。(3)根据前一点的坐标值，与单位位移值和转动角度之积相加，得到更新的位置坐标；对于垂直加速度，选取正常步频范围内的频率零相位带通滤波，寻峰采样后得到运动静止状态信息和步幅信息；已知t时刻坐标值L_t(x_t,y_t),d_t为t时刻移动距离，θ_t为t时刻转动角度，L_t+1(x_t+1,y_t+1)更新如下式：(4)声学传感器一直处于监听状态，一旦测得运动状态下累计误差超过误差上限阈值，激活声学定位系统，根据基站和智能终端间的ToF时间(Time of Flying)计算对应距离，利用TOA/TDOA(Time of Arrival/Time Difference of Arrival)算法求出声学定位坐标。(5)借助声学定位系统坐标修正IMU累计误差，声学系统待机，累计误差归零，进行下一步坐标解算。