專利名稱：一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和wifi的室內(nèi)定位方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于移動通信領(lǐng)域，涉及一種基于慣性系統(tǒng)和WIFI無線信號進(jìn)行綜合室內(nèi)定位的方法，具體為一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通信技術(shù)的迅速發(fā)展、數(shù)據(jù)和多媒體業(yè)務(wù)的快速增加，基于位置的服務(wù) (LBS)越來越受到人們的青睞，尤其是在復(fù)雜的室內(nèi)環(huán)境，如餐館、超市、停車場、倉庫等，常常需要確定移動終端的持有者、設(shè)施或者物品在的位置信息。例如戶外旅游時，移動終端定位系統(tǒng)可以告訴我們當(dāng)前的位置，基于位置的服務(wù)系統(tǒng)提供給我們附近旅游景點(diǎn)的信息， 推薦附近的餐廳與賓館等；在室內(nèi)，公司財產(chǎn)的定位、跟蹤與管理；還有廣泛使用的車載導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)時獲得車輛當(dāng)前的位置信息，LBS會提供路況信息，幫助司機(jī)選擇交通負(fù)載較輕的合適路徑?？梢姡琇BS系統(tǒng)正在逐步使用于我們生活的各個方面，給我們的生活帶來更大的便捷。根據(jù)使用范圍劃分，基于位置的服務(wù)主要包括室外定位應(yīng)用和室內(nèi)定位應(yīng)用。下面主要說一下它們的實(shí)現(xiàn)原理。1.室外定位
例如車載導(dǎo)航系統(tǒng)，主要使用GPS無線導(dǎo)航來實(shí)現(xiàn)全球覆蓋定位。利用GPS進(jìn)行定位的優(yōu)勢是衛(wèi)星有效覆蓋范圍大，且定位導(dǎo)航信號免費(fèi)。然而在實(shí)際環(huán)境中，由于GPS衛(wèi)星發(fā)射的無線信號電訊號太微弱，無法穿透大部分的建筑物等障礙物，在都市，樓宇等建筑物阻礙了衛(wèi)星信號的傳播，造成了 GPS系統(tǒng)定位不準(zhǔn)，而且定位器終端的成本較高。2.室內(nèi)定位
目前新型的室內(nèi)定位技術(shù)有很多種，根據(jù)實(shí)現(xiàn)原理的不同包括基于移動通信系統(tǒng)的定位技術(shù)、短距離傳輸定位技術(shù)、基于無線局域網(wǎng)WLAN的定位技術(shù)以及包含自主傳感器的定位技術(shù)。(1)基于移動通信系統(tǒng)的定位技術(shù)
如果移動通信系統(tǒng)輔助GPS定位，就形成A-GPS技術(shù)，通過移動基站向手機(jī)用戶發(fā)送當(dāng)前的衛(wèi)星星歷以提高GPS接收機(jī)搜星速度，縮短初次定位時間。移動通信系統(tǒng)也可以利用自身網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行獨(dú)立定位，定位原理主要有單元識別Cell-ID、三角測量與雙曲線方法和到達(dá)角Α0Α。移動通信系統(tǒng)是由一系列的蜂窩網(wǎng)絡(luò)組成，手機(jī)用戶獲得通信服務(wù)是由其關(guān)聯(lián)的相鄰基站實(shí)現(xiàn)的，Cell-ID技術(shù)是根據(jù)這些基站的覆蓋范圍估算出用戶位置。通過手機(jī)用戶向附近的幾個基站發(fā)送的信息，基站根據(jù)手機(jī)用戶發(fā)射信號的到達(dá)時間TOA或達(dá)到時間差TD0A，利用三角測量和雙曲線的方法實(shí)現(xiàn)對用戶位置的估計(jì)?；蛘呋就ㄟ^測量手機(jī)用戶信號發(fā)送的到達(dá)角度AOA (Angular of Arrival)來定位。這兩種定位方法目前精度仍然不高，因?yàn)樾枰獙咀鲚^大修改，投入成本比較高，所以目前還處在研究階段，并未投入實(shí)際應(yīng)用。(2)短距離傳輸?shù)亩ㄎ患夹g(shù)
短距離傳輸定位技術(shù)包括基于射頻識別(RFID)、脈沖無線電(UWB)、藍(lán)牙、超聲等的定位技術(shù)。射頻識別(RFID)通過射頻信號自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于資產(chǎn)跟蹤、身份識別、生產(chǎn)自動化等領(lǐng)域。UWB是用脈沖信號進(jìn)行高速無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩坛掏ㄐ偶夹g(shù)，普遍應(yīng)用于家庭電子產(chǎn)品之間的高速無線通信傳輸，其能穿透建筑物，不會受到信號反射導(dǎo)致的多路徑效應(yīng)帶來的誤差。藍(lán)牙也是用于滿足電子產(chǎn)品間近距無線傳輸?shù)募夹g(shù)?；谏漕l識別(RFID)、脈沖無線電(UWB)、藍(lán)牙和超聲等的定位技術(shù)，在原理上與基于 WLAN的定位技術(shù)相似，只是應(yīng)用范圍沒有WLAN廣，作用距離相對較短，需要部署特定網(wǎng)絡(luò)， 所以使用的場景更小。這類技術(shù)的定位精度僅能達(dá)到1-3米。(3)基于無線局域網(wǎng)(WLAN)的定位技術(shù)
基于無線局域網(wǎng)絡(luò)的定位方法目前主要有以下幾種方式。一是類似移動通信網(wǎng)絡(luò) Cell-ID技術(shù)，叫做接入點(diǎn)識別AP-ID，一旦具有Wi-Fi功能的移動終端與某個AP建立連接，即以該AP的位置估計(jì)行人位置，定位精度不高；第二種通過接收到的信號強(qiáng)度或者到達(dá)時間延遲進(jìn)行測距，利用三角測量的方法計(jì)算出行人的位置；第三種是WLAN定位技術(shù)中目前最受關(guān)注的基于RSSI的指紋圖技術(shù)，它根據(jù)接收信號強(qiáng)度標(biāo)識RSSI來定位，這種技術(shù)先將安裝有無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的定位場景劃分為一個個網(wǎng)格，然后測量在每個網(wǎng)格中心的接收信號強(qiáng)度，建立RSSI指紋數(shù)據(jù)庫，在實(shí)時導(dǎo)航中根據(jù)用戶終端接收的無線網(wǎng)絡(luò)信號強(qiáng)度、利用有關(guān)算法估算出用戶位置，這種方法需要事先建立RSSI數(shù)據(jù)庫，其精度取決于網(wǎng)格劃分的大小、每個網(wǎng)格采集的接收信號強(qiáng)度的數(shù)量和采用的定位算法，如果網(wǎng)格劃分足夠小，可以達(dá)到1 3米的精度。( 4 )包含自主傳感器的定位技術(shù)
在微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)的推動下，各種傳感器尺寸變小，成本降低，被廣泛用于個人導(dǎo)航定位系統(tǒng)?；谧园瑐鞲衅鞯亩ㄎ患夹g(shù)，其突出優(yōu)勢在于導(dǎo)航定位的自主性和連續(xù)性。最普遍的自包含傳感器包括慣性傳感器(加速度計(jì)和陀螺儀)、磁羅盤等，這些傳感器也叫做航跡推算傳感器?；诓煌奈锢硖匦院蛻?yīng)用環(huán)境，這些傳感器可以相互組合實(shí)現(xiàn)不同的配置方案，如陀螺儀和加速度計(jì)組合的慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，磁力計(jì)和加速度計(jì)組成的無漂移定位方法，陀螺儀、磁力計(jì)和加速度計(jì)冗余定位方法等。目前包含自主傳感器的個人導(dǎo)航系統(tǒng)有兩種，一種是傳統(tǒng)的慣性積分導(dǎo)航，基于牛頓運(yùn)動定律，可以通過三個方向的加速度數(shù)據(jù)積分計(jì)算出三維速度和位置，理論上計(jì)算結(jié)果更精確可靠，但實(shí)際應(yīng)用中，存在很大誤差；另一種是航跡推算個人導(dǎo)航，依據(jù)人行走的步數(shù)和步長進(jìn)行定位，定位效果比傳統(tǒng)慣性導(dǎo)航更準(zhǔn)確。下面對兩種導(dǎo)航進(jìn)行比較
從使用步驟上來說，傳統(tǒng)的慣性積分導(dǎo)航機(jī)制開始導(dǎo)航定位前需要嚴(yán)謹(jǐn)而精確地進(jìn)行初始平臺對準(zhǔn)，行走中需要判斷零點(diǎn)實(shí)時計(jì)算加速度計(jì)的誤差參數(shù)并動態(tài)消除后，才能積分計(jì)算速度和距離。而航跡推算導(dǎo)航中不需要對加速度計(jì)進(jìn)行誤差補(bǔ)償，直接通過其波形的周期性探測跨步，并根據(jù)信號統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行步長估計(jì)。從定位性能上來說，在使用低成本傳感器的情況下，行人航跡推算導(dǎo)航比慣性積分導(dǎo)航機(jī)制的定位精度更高。慣性積分導(dǎo)航機(jī)制加速度兩次積分計(jì)算，導(dǎo)致誤差隨時間的平方增長，即使行人沒有行走，誤差也在累積，使定位結(jié)果在很短時間內(nèi)(通常一兩分鐘)無法使用。行人航跡推算導(dǎo)航可以通過步頻探測結(jié)果判斷行人是否在行走，使定位誤差不隨時間增長，所以，在行人導(dǎo)航領(lǐng)域，目前普遍使用航跡推算導(dǎo)航來代替慣性積分導(dǎo)航。但是， 由于航跡推算導(dǎo)航根據(jù)人行走的位移與航向進(jìn)行位置推算，因而是隨著行走距離變大其定位誤差也不斷累積；另外，其航向角度的確定也存在誤差大的問題，從而也導(dǎo)致了定位導(dǎo)航不精確。綜上所述，基于移動通信系統(tǒng)的定位技術(shù)，其定位精度較差，還有待深入的研究； 基于短距離傳輸?shù)亩ㄎ患夹g(shù)其覆蓋范圍小，為了獲得較高定位精度，需要增加硬件成本為代價；基于無線局域網(wǎng)的定位技術(shù)不但覆蓋范圍廣，而且總系統(tǒng)定位精度較高，適合于長時間定位，且沒有誤差累積，但是其定位精度易受到無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)(Ap)的分布密度的影響以及外部信號的干擾；基于射頻信號的定位技術(shù)需要移動通信基站、無線網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)、信號發(fā)射塔或中繼器等外部設(shè)施支持，和預(yù)先建立室內(nèi)環(huán)境的RSSI數(shù)據(jù)庫，這增加了行人導(dǎo)航服務(wù)的建設(shè)成本，而且限制了導(dǎo)航的范圍；包含自主傳感器的定位技術(shù)憑借體積小、成本低，且自主式定位的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用于定位系統(tǒng)，但是由于硬件構(gòu)造特性，其在使用過程中需要消除累積誤差，因而不適合于長時間定位使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供了一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其定位精度高，能有效克服現(xiàn)有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在定位過程中由于累積誤差大、不適宜長時間導(dǎo)航定位的問題。其技術(shù)方案是這樣的，其特征在于其包括慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主定位和WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的輔助定位，其包括以下步驟首先初始化定位終端裝置，所述定位終端裝置獲得 WIFI無線信號并通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)確定所述定位終端裝置的初始位置，然后通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位所述定位終端裝置的實(shí)時位置信息，同時通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對所述實(shí)時位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)、并對所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中的步長信息進(jìn)行在線調(diào)整，最后通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)將所述定位終端裝置的實(shí)時位置信息或經(jīng)過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)的實(shí)時位置信息上傳到數(shù)據(jù)庫，并在所述定位終端裝置的顯示系統(tǒng)中展示所述定位終端裝置移動的軌跡。其進(jìn)一步特征在于
所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)確定所述定位終端裝置的初始位置，采用基于RSSI的定位算法確定初始位置信息；所述基于RSSI (接收的信號強(qiáng)度指示)的定位算法包括室內(nèi)部署的AP 無線接入點(diǎn)會周期性的發(fā)射無線信號，在部署階段保存所有無線接主點(diǎn)(AP)的位置坐標(biāo) <X，Y>，當(dāng)人持所述定準(zhǔn)終端裝置在室內(nèi)行走時，可以使用基于RSSI的質(zhì)心算法得到所述初始位置信息；或者在離線階段，采集AP無線信號的指紋圖，在線階段使用指紋法得到人的位置信息；或者使用基于RSSI的概率分布法，得到所述初始位置信息；
所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位實(shí)時位置信息，是指通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到人行走的位移和航向，然后根據(jù)所述位移和航向、依據(jù)航跡推算算法得到人的實(shí)時位置信息，所述實(shí)時位置信息通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)庫；所述位移為步頻乘以步長，所述步頻通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度傳感器對人的行走進(jìn)行計(jì)步得到，所述步長初始值采用經(jīng)驗(yàn)值，一般步長初始值為0. 6m ；所述航向的取得包括初始航向的取得以及行走過程中航向的取得；所述初始航向的取得，通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的地磁傳感器來完成，假設(shè)人的前進(jìn)方向與慣性系統(tǒng)的Y軸正方向一致，所述地磁傳感器可以獲得人前進(jìn)方向投影到平面后與磁北方向的夾角即為人的初始航向；在人移動行走過程中，所述地磁傳感器取得人的變化角度，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過陀螺儀測量得到人轉(zhuǎn)向時的角速度，所述角速度乘以轉(zhuǎn)向時間即得到人相對的變化角度，將所述人相對的變化角度與所述地磁傳感器得到的人的變化角度求取平均值，所述平均值與人前一時刻的方向角度的矢量和即為此時刻的航向角度；
所述通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置的校準(zhǔn)，當(dāng)人在行走的過程中所述定位終端裝置實(shí)時采集所有無線接入點(diǎn)(AP)周期發(fā)射的無線信號，當(dāng)接收到某個無線接入點(diǎn)的無線信號強(qiáng)度值超過信號強(qiáng)度閾值，則此時WIFI無線網(wǎng)絡(luò)定位的準(zhǔn)確可信度達(dá)到90%以上，設(shè)定此無線接入點(diǎn)為校準(zhǔn)位置點(diǎn)，選取所有所述校準(zhǔn)位置點(diǎn)發(fā)出的無線信號強(qiáng)度中最大的三個信號強(qiáng)度值，并根據(jù)加權(quán)質(zhì)心算法得到此時所述定位終端裝置的WIFI定位位置信息，再將所述 WIFI定位位置信息與所述校準(zhǔn)位置點(diǎn)求均值，即得到所述定位終端裝置的修正位置信息， 此時采用所述修正位置信息作為實(shí)時位置信息通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)庫；所述信號強(qiáng)度閾值為當(dāng)人持所述定位終端裝置處在以某個無線接入點(diǎn)(AP)為中心、半徑為Im的單位圓內(nèi)時，獲得該無線接入點(diǎn)(AP)的信號強(qiáng)度值最小值；
所述通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中的步長進(jìn)行在線調(diào)整，當(dāng)人持所述定位終端裝置開始行走時，如果產(chǎn)生了連續(xù)兩次所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對實(shí)時位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)，假設(shè)WIFI無線網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)后的兩點(diǎn)坐標(biāo)為(XI， Yl)和(X2，Y2)，所述兩點(diǎn)之間的位移為D1，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位得到的第二個點(diǎn)為(X3，Y3),位移D2，之前步長為S2，修正步長為Si，根據(jù)比例關(guān)系 ￡)1/31 = 1) 2 ,所述修正步長Sl為
權(quán)利要求
1.一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于其包括慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主定位和WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的輔助定位，其包括以下步驟首先初始化定位終端裝置，所述定位終端裝置獲得WIFI無線信號并通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)確定所述定位終端裝置的初始位置，然后通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位所述定位終端裝置的實(shí)時位置信息，同時通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對所述實(shí)時位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)、并對所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中的步長進(jìn)行在線調(diào)整，最后通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)將所述定位終端裝置的實(shí)時位置信息或經(jīng)過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)的實(shí)時位置信息上傳到數(shù)據(jù)庫，并在所述定位終端裝置的顯示系統(tǒng)中展示所述定位終端裝置移動的軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)確定所述定位終端裝置的初始位置，采用基于RSSI的定位算法確定初始位置信息；所述基于RSSI (接收的信號強(qiáng)度指示)的定位算法包括室內(nèi)部署的AP 無線接入點(diǎn)會周期性的發(fā)射無線信號，在部署階段保存所有無線接主點(diǎn)(AP)的位置坐標(biāo) <X，Y>，當(dāng)人持所述定準(zhǔn)終端裝置在室內(nèi)行走時，可以使用基于RSSI的質(zhì)心算法得到所述初始位置信息；或者在離線階段，采集AP無線信號的指紋圖，在線階段使用指紋法得到人的位置信息；或者使用基于RSSI的概率分布法，得到所述初始位置信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位實(shí)時位置信息，是指通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)得到人行走的位移和航向，然后根據(jù)所述位移和航向、依據(jù)航跡推算算法得到人的實(shí)時位置信息，所述實(shí)時位置信息通過所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)庫。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述位移為步頻乘以步長，所述步頻通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的加速度傳感器對人的行走進(jìn)行計(jì)步得到，所述步長初始值采用經(jīng)驗(yàn)值，一般步長初始值為0. 6m。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述航向的取得包括初始航向的取得以及行走過程中航向的取得；所述初始航向的取得，通過所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的地磁傳感器來完成，假設(shè)人的前進(jìn)方向與慣性系統(tǒng)的Y軸正方向一致，所述地磁傳感器可以獲得人前進(jìn)方向投影到平面后與磁北方向的夾角即為人的初始航向；在人移動行走過程中，所述地磁傳感器取得人的變化角度，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)通過陀螺儀測量得到人轉(zhuǎn)向時的角速度，所述角速度乘以轉(zhuǎn)向時間即得到人相對的變化角度，將所述人相對的變化角度與所述地磁傳感器得到的人的變化角度求取平均值，所述平均值與人前一時刻的方向角度的矢量和即為此時刻的航向角度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行位置的校準(zhǔn)，當(dāng)人在行走的過程中所述定位終端裝置實(shí)時采集所有無線接入點(diǎn)(AP)周期發(fā)射的無線信號，當(dāng)接收到某個無線接入點(diǎn)的無線信號強(qiáng)度值超過信號強(qiáng)度閾值，則此時WIFI無線網(wǎng)絡(luò)定位的準(zhǔn)確可信度達(dá)到90%以上，設(shè)定此無線接入點(diǎn)為校準(zhǔn)位置點(diǎn)，選取所有所述校準(zhǔn)位置點(diǎn)發(fā)出的無線信號強(qiáng)度中最大的三個信號強(qiáng)度值，并根據(jù)加權(quán)質(zhì)心算法得到此時所述定位終端裝置的WIFI定位位置信息，再將所述 WIFI定位位置信息與所述校準(zhǔn)位置點(diǎn)求均值，即得到所述定位終端裝置的修正位置信息， 此時采用所述修正位置信息作為實(shí)時位置信息通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)上傳至數(shù)據(jù)庫。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述信號強(qiáng)度閾值為當(dāng)人持所述定位終端裝置處在以某個無線接入點(diǎn)(AP)為中心、半徑為Im的單位圓內(nèi)時，獲得該無線接入點(diǎn)(AP)的信號強(qiáng)度值最小值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中的步長進(jìn)行在線調(diào)整， 當(dāng)人持所述定位終端裝置開始行走時，如果產(chǎn)生了連續(xù)兩次所述WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對實(shí)時位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)，假設(shè)WIFI無線網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)后的兩點(diǎn)坐標(biāo)為(XI，Yl)和(X2，Y2)，所述兩點(diǎn)之間的位移為D1，所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位得到的第二個點(diǎn)為(X3，TO)，位移 D2,之前步長為S2,修正步長為Si,根據(jù)比例關(guān)系Dysi = mis2,所述修正步長Sl為Si = (Z)I*S2)/D2 (^(X2-Xl)2+(Y2-Yl)2 *S2i^/(.O-Zl)2+(73-Fl)2)；所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中，除所述初始步長采用經(jīng)驗(yàn)值，在移動過程中采用的步長均為所述修正步長。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述計(jì)步通過加速度傳感器檢測人行走時在Z方向的加速度周期變化取得；其方法為 所述加速度傳感器實(shí)時讀取在Z方向的加速度數(shù)據(jù)，首先判斷是否為邁步起點(diǎn)，根據(jù)人行走的生理規(guī)律，人走一步的周期內(nèi)，人體垂直方向的加速度數(shù)值先增大后減小，如果該點(diǎn)的加速度值比前一時刻加速度數(shù)值大，比后一時刻加速度數(shù)值小，且前一時刻點(diǎn)小于動態(tài)閾值，后一時刻點(diǎn)大于動態(tài)閾值，則初步判定該點(diǎn)為邁步起點(diǎn)，否則此點(diǎn)為非邁步起點(diǎn)，重新讀取加速度數(shù)值進(jìn)行邁步起點(diǎn)的判斷；然后進(jìn)行時間窗口的檢測，由于人正常行走頻率為 0.5 Hz 5Hz，行走一步的時間為0. 2s 2s，因此如果連續(xù)兩個邁步起點(diǎn)的時間差介于 0. 2s Is之間則進(jìn)入峰值低谷檢測，如果所述時間差小于0. 2或者大于Is則應(yīng)取消該點(diǎn)為邁步起點(diǎn)重新開始計(jì)步；所述峰值低谷檢測，檢測一步內(nèi)的最大加速度數(shù)值(峰值)和最小加速度數(shù)值(谷值)，當(dāng)檢測到的峰值與谷值與動態(tài)閾值差的絕對值大于0.1時則計(jì)一步， 如果所述絕對值小于0. 1則由于其數(shù)值變化的精度太小可視為輕微抖動引起的數(shù)值變化， 此邁步不是有效邁步而重新計(jì)步。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其特征在于所述動態(tài)閾值的取值，當(dāng)進(jìn)行邁步起點(diǎn)確認(rèn)時，所述動態(tài)閾值采用零點(diǎn)閾值，當(dāng)進(jìn)入有效計(jì)步后，所述動態(tài)閾值采用修正閾值，所述修正閾值為前一有效計(jì)步周期的加速度峰值與谷值的均值。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和WIFI的室內(nèi)定位方法，其定位精度高，能有效克服現(xiàn)有慣性導(dǎo)航系統(tǒng)在定位過程中由于累積誤差大、不適宜長時間導(dǎo)航定位的問題。其特征在于其包括慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的自主定位和WIFI無線網(wǎng)絡(luò)的輔助定位，首先初始化定位終端裝置，定位終端裝置獲得WIFI無線信號并通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)確定定位終端裝置的初始位置，然后通過慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位定位終端裝置的實(shí)時位置信息，同時通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)對實(shí)時位置信息進(jìn)行校準(zhǔn)、并對慣性導(dǎo)航系統(tǒng)自主定位中的步長信息進(jìn)行在線調(diào)整，最后通過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)將定位終端裝置的實(shí)時位置信息或經(jīng)過WIFI無線網(wǎng)絡(luò)校準(zhǔn)的實(shí)時位置信息上傳到數(shù)據(jù)庫，并在定位終端裝置的顯示系統(tǒng)中展示所述定位終端裝置移動的軌跡。
文檔編號G01C21/16GK102419180SQ20111025804
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月2日
發(fā)明者宋崢, 張世哲, 熊永平, 馬建 申請人:無錫智感星際科技有限公司