[发明专利]基于萤火虫粒子滤波器的室内定位方法

摘要

一种基于萤火虫粒子滤波器的室内定位方法，配置一惯导模块和萤火虫粒子滤波模块；萤火虫粒子滤波模块具有一楼层平面图数据库；惯导模块根据所采集的用户加速度和空间角速度，估算出步长和步数，根据空间角速度，计算用户的方向同时推导出用户的位置；扩展Kalman滤波器对步长、步数、方向和位置进行滤波处理；萤火虫粒子滤波器采用运动模型进行粒子状态转移；萤火虫粒子滤波器采用观测模型，根据粒子与楼层平面图数据库的位置关系，使用萤火虫算法对越墙粒子进行修改；重采样模型对粒子进行更新，根据楼层平面图数据库判断粒子有效性，并使用萤火虫算法更新所述粒子，让越过墙壁的粒子向没有越过墙壁的粒子转移，最后通过均值估算出用户位置。

主权项

1.一种基于萤火虫粒子滤波器的室内定位方法，其特征在于：先配置一智能手机，所述智能手机上配置有一惯导模块和萤火虫粒子滤波模块；所述惯导模块具有一惯性传感器和扩展Kalman滤波器；所述萤火虫粒子滤波模块具有一楼层平面图数据库；/n(1)惯性传感器采集用户加速度和空间角速度，惯导模块从加速度中提取出垂直加速度，并分析垂直加速度估算出用户的步长；/n(2)惯导模块检测垂直加速度，将两个峰值点作为一步，计算用户的步数；/n(3)惯导模块根据所述空间角速度，使用四元数法计算智能手机的方向旋转矩阵，通过方向旋转矩阵计算用户的方向，惯导模块根据步长、步数和方向推导出用户的位置；/n(4)扩展Kalman滤波器对上述步长、步数、方向和位置进行滤波处理，得到修正后的步长、步数、方向和位置；/n(5)把所述位置、步长、方向作为萤火虫粒子滤波的粒子，所述萤火虫粒子滤波器采用运动模型进行粒子状态转移，将使用户位置从前一时刻向当前时刻转移；/n(6)萤火虫粒子滤波器采用观测模型，根据粒子与楼层平面图数据库的位置关系，把粒子分为越墙粒子和没有越墙粒子两类，设越墙粒子的权重为1，没有越墙粒子的权重为0.1；使用萤火虫算法对越墙粒子进行修改；/n(7)重采样模型对当前粒子进行更新，根据楼层平面图数据库判断粒子有效性，若粒子没有越过墙壁，则直接计算粒子权重，若粒子越过墙壁，则使用萤火虫算法更新所述粒子，让越过墙壁的粒子向没有越过墙壁的粒子转移，最后通过均值估算出用户位置。/n