本發(fā)明涉及室內(nèi)定位
技術(shù)領(lǐng)域：
，更具體地，涉及一種基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步和移動(dòng)通信的快速發(fā)展，定位的需求也越來(lái)越高?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用的定位系統(tǒng)為全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem,GPS)，利用GPS定位衛(wèi)星可在全球范圍內(nèi)實(shí)時(shí)進(jìn)行定位、導(dǎo)航。然而由于衛(wèi)星信號(hào)的傳播極易受環(huán)境中建筑物遮擋的影響，使得衛(wèi)星信號(hào)大大較弱，導(dǎo)致定位不精準(zhǔn)。因此，人們就開始考慮一種總能在室內(nèi)能使用的、精準(zhǔn)的室內(nèi)定位系統(tǒng)。室內(nèi)導(dǎo)航定位可以為人們的生活帶來(lái)很大便利。在地下停車場(chǎng)、超市、醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、建筑物密集的街區(qū)等建筑物內(nèi)，用戶通常需要通過(guò)定位技術(shù)來(lái)獲取當(dāng)前的位置以及周圍事物的導(dǎo)覽。例如在超市購(gòu)物時(shí)，用戶需要獲取自己的位置以及周圍物品的種類和位置；在地下停車場(chǎng)停車后，用戶想知道車輛所停放的位置；在商場(chǎng)購(gòu)物，手持設(shè)備可以提供導(dǎo)購(gòu)信息，告訴用戶附近的打折信息等。由此看來(lái)，提供基于位置的服務(wù)(LocationBasedService,LBS)顯得越來(lái)越重要，使得室內(nèi)定位技術(shù)成為當(dāng)今研究的熱點(diǎn)。隨著易于攜帶的智能手持設(shè)備的快速普及，它們提供了一些以前普通的智能手持設(shè)備所沒(méi)有的功能。智能手持設(shè)備不僅能提供良好的軟件功能，而且也擁有許多先進(jìn)的硬件設(shè)施，包括加速度傳感器、方向傳感器、磁傳感器、陀螺儀、磁羅盤等。通過(guò)提高軟件功能與硬件設(shè)施，可使得智能手持設(shè)備能夠好的實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位，為人們的生活帶來(lái)方便。因此，基于高精度的室內(nèi)定位技術(shù)會(huì)給人們的生活帶來(lái)更可靠更實(shí)用的服務(wù)，在通信領(lǐng)域具有非常重要的意義。然而對(duì)于手持設(shè)備內(nèi)基于行人航跡推算算法的慣性傳感器，其定位誤差會(huì)隨著時(shí)間不斷積累，室內(nèi)定位精度逐漸降低。本發(fā)明將致力于該方面的研究，通過(guò)對(duì)目前國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀的深入調(diào)研、分析，尋求更精準(zhǔn)的室內(nèi)方式。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種克服上述問(wèn)題或者至少部分地解決上述問(wèn)題的基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位方法，所述手持設(shè)備包括加速度傳感器、陀螺儀以及地磁感應(yīng)器，包括：S1、基于行人的步數(shù)、步長(zhǎng)以及角位移獲得行人的位置坐標(biāo)；以及S2、基于室內(nèi)的磁場(chǎng)地圖對(duì)所述位置坐標(biāo)進(jìn)行定位校正。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位系統(tǒng)，所述手持設(shè)備包括加速度傳感器、陀螺儀以及地磁感應(yīng)器，包括：位置坐標(biāo)模塊，基于行人的步數(shù)、步長(zhǎng)以及角位移獲得行人的位置坐標(biāo)；以及定位校正模塊，基于室內(nèi)的磁場(chǎng)地圖對(duì)所述位置坐標(biāo)進(jìn)行定位校正。本申請(qǐng)?zhí)岢隽艘环N行人航跡推算與航跡校正相融合的室內(nèi)定位方法。通過(guò)基于動(dòng)態(tài)閾值的步態(tài)檢測(cè)、基于線性步長(zhǎng)的步長(zhǎng)估計(jì)和基于口袋模式的方向檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了行人航跡推算。同時(shí)，采用基于粒子濾波的地磁校正算法對(duì)行人航跡推算算法獲得的位置進(jìn)行校正，以消除累積誤差，使得定位更加精準(zhǔn)。一旦行人由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變?yōu)殪o止?fàn)顟B(tài)，精度提高的行人航跡推算模塊會(huì)將實(shí)時(shí)位置發(fā)送給地磁校正模塊，通過(guò)匹配離線預(yù)存的磁場(chǎng)地圖，及時(shí)校正行人的位置。通過(guò)實(shí)際場(chǎng)地采集數(shù)據(jù)與MATLAB平臺(tái)仿真，得出的結(jié)論能夠驗(yàn)證本發(fā)明的方法可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定性強(qiáng)的、高精度的室內(nèi)定位。附圖說(shuō)明圖1為是傳統(tǒng)的行人航跡推算與精度提高的行人航跡推算算法對(duì)比圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的步態(tài)檢測(cè)算法的流程圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的邁步起點(diǎn)檢測(cè)靜止?fàn)顟B(tài)下的輕微振動(dòng)圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的步態(tài)檢測(cè)中動(dòng)態(tài)閾值的更新圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的行人步長(zhǎng)與步頻和加速度方差的關(guān)系圖：圖6為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的直角轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下行人航跡的偏轉(zhuǎn)角度圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的磁場(chǎng)地圖校正點(diǎn)示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的室內(nèi)定位系統(tǒng)的整體仿真圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。圖1示出了傳統(tǒng)的行人航跡推算與本發(fā)明的行人航跡推算算法對(duì)比圖，傳統(tǒng)的行人航跡推算算法主要包括三部分：步態(tài)檢測(cè)、步長(zhǎng)估計(jì)和方向檢測(cè)。其中，步態(tài)檢測(cè)只使用時(shí)間窗口法，步長(zhǎng)估計(jì)設(shè)為固定值0.7m，方向檢測(cè)只使用手持設(shè)備在平放模式下的z軸的角度偏移。而本發(fā)明中的行人航跡推算算法，是根據(jù)人行走的生理體征和行人手持設(shè)備的方式進(jìn)行改正。步態(tài)檢測(cè)中，采用均值濾波、對(duì)其邁步起點(diǎn)的準(zhǔn)確檢測(cè)、動(dòng)態(tài)閾值的更新來(lái)提高精度；步長(zhǎng)估計(jì)中，采用線性步長(zhǎng)估計(jì)模型在線動(dòng)態(tài)調(diào)整步長(zhǎng)；方向檢測(cè)中，采用一種新的手持手持設(shè)備的口袋模式，來(lái)檢測(cè)方向。通過(guò)這三種方法，推算出行人的航跡，并且提高的行人航跡推算的準(zhǔn)確度。此外，在現(xiàn)代建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼鐵等磁性物質(zhì)會(huì)在局部范圍內(nèi)擾亂當(dāng)前的地球磁場(chǎng)，這種磁場(chǎng)異常的現(xiàn)象隨著其位置的變化而變化。本發(fā)明使用這些地磁特征信息作為特定的室內(nèi)環(huán)境磁場(chǎng)校正點(diǎn)，通過(guò)測(cè)量的校正點(diǎn)的地磁特征與預(yù)存的磁場(chǎng)校正點(diǎn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配來(lái)確定測(cè)量的位置，然后對(duì)獲得的行航跡推算的結(jié)果進(jìn)行校正。基于地磁傳感器的航跡糾正主要包含兩部分：室內(nèi)地磁校正點(diǎn)地圖和基于粒子濾波的磁場(chǎng)匹配算法，使得室內(nèi)定位更加精準(zhǔn)。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明所述的于手持設(shè)備的室內(nèi)定位方法和系統(tǒng)包括：包括：S1、基于行人的步數(shù)、步長(zhǎng)以及角位移獲得行人的位置坐標(biāo)；以及S2、基于室內(nèi)的磁場(chǎng)地圖對(duì)所述位置坐標(biāo)進(jìn)行定位校正。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S1進(jìn)一步包括：S1.1、通過(guò)基于動(dòng)態(tài)閾值的步態(tài)檢測(cè)法對(duì)行人的步態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，獲得步數(shù)；S1.2、基于步頻和加速度方差獲得步長(zhǎng)；S1.3、將手持設(shè)備的坐標(biāo)系投影至行人的空間坐標(biāo)系中，獲得行人的角位移；S1.4、基于行人的步數(shù)、步長(zhǎng)以及角位移獲得行人的位置坐標(biāo)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2進(jìn)一步包括：S2.1、選取室內(nèi)磁場(chǎng)異常的位置作為校正點(diǎn)，測(cè)量所述校正點(diǎn)的二維磁感應(yīng)強(qiáng)度坐標(biāo)以及對(duì)應(yīng)的二維位置坐標(biāo)，獲得磁場(chǎng)地圖；以及S2.2、基于行人位于校正點(diǎn)的系統(tǒng)狀態(tài)值和歸一化權(quán)值獲得估測(cè)值，將所述估測(cè)值作為校正后的位置坐標(biāo)。圖2給出了基于動(dòng)態(tài)閾值的步態(tài)檢測(cè)法的流程示意圖，如圖2所示，所述步態(tài)檢測(cè)法包括：S1.1.1、將豎直方向的加速度進(jìn)行均值濾波，得到濾波后的加速度；以及S1.1.2、檢測(cè)濾波后的加速度的波峰和波谷，當(dāng)波峰和波谷值的差值大于當(dāng)前的動(dòng)態(tài)閾值a±0.3的值且波峰和波谷間的時(shí)間間隔位于0.1-1s之間時(shí)，對(duì)行人進(jìn)行計(jì)步，否則認(rèn)為非邁步起點(diǎn)，不進(jìn)行計(jì)步，計(jì)步同時(shí)對(duì)當(dāng)前的動(dòng)態(tài)閾值進(jìn)行更新。在均值濾波中，本發(fā)明采用窗口因子為M的均值濾波器，則其窗口大小為2M+1，將2M+1窗口在長(zhǎng)度為n的加速度信號(hào)上面滑動(dòng)，求得的算術(shù)平均值為處理后的加速度值，所述均值濾波使用的公式為：其中，ak為豎直方向加速度值，Ai為濾波后的加速度值，M為窗口因子。在邁步起點(diǎn)檢測(cè)中，人在邁步的時(shí)候，豎直方向加速度會(huì)有周期性變化，幅度較大；而人在靜止的時(shí)候，由于輕微震動(dòng)，使得豎直方向加速度數(shù)值會(huì)有輕微震動(dòng)，幅度較小，圖3示出了邁步起點(diǎn)檢測(cè)靜止?fàn)顟B(tài)下的輕微振動(dòng)圖。動(dòng)態(tài)閾值是對(duì)人的邁步起點(diǎn)的檢測(cè)，根據(jù)行人行走時(shí)候的狀態(tài)連貫性與相似性動(dòng)態(tài)地調(diào)整閾值，圖4示出了步態(tài)檢測(cè)中動(dòng)態(tài)閾值的更新圖。在時(shí)間窗口檢測(cè)中，通過(guò)檢測(cè)行人行走一步的時(shí)間是否符合單步周期為0.2～2s的標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)判定行人總的步數(shù)。動(dòng)態(tài)閾值更新的公式通過(guò)下式計(jì)算：其中，Tthr為上一周期的動(dòng)態(tài)閾值，MAXi、MINi分別為當(dāng)前單步周期內(nèi)的豎直方向加速度最大值和最小值，即該單步周期的波峰波谷值，α、β、γ為提前訓(xùn)練好的參數(shù)，初始的動(dòng)態(tài)閾值Tthr為重力加速度g＝9.8m/s2。圖5是行人步長(zhǎng)與步頻和加速度方差的關(guān)系圖，當(dāng)行人的步頻在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，步長(zhǎng)會(huì)與步頻、加速度方差會(huì)有一個(gè)接近線性的關(guān)系，線性步長(zhǎng)模型是在步長(zhǎng)和步頻、加速度方差之間建立一個(gè)線性的估計(jì)模型，所述步驟S1.2進(jìn)一步包括：S1.2.1、基于當(dāng)前時(shí)刻邁步的邁步時(shí)間與前一時(shí)刻邁步的邁步時(shí)間獲得當(dāng)前時(shí)刻邁步的步頻；所述步頻的計(jì)算公式為：其中，fi為第i步的步頻，ti為第i步的邁步起點(diǎn)時(shí)間。S1.2.2、基于當(dāng)前邁步內(nèi)的每個(gè)采樣點(diǎn)的加速度幅值、當(dāng)前邁步的所述濾波后的加速度的平均值、以及采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)獲得加速度方差；所述加速度方差的計(jì)算公式為：其中，Ns是第i步內(nèi)的加速度采樣點(diǎn)的個(gè)數(shù)，at是在第i步的單步周期內(nèi)每個(gè)采樣點(diǎn)的加速度幅值，是第i步的單步周期內(nèi)的加速度平均值。S1.2.3、基于所述步頻、所述加速度方差以及根據(jù)行走習(xí)慣預(yù)設(shè)的參數(shù)獲得步長(zhǎng)，所述步長(zhǎng)的計(jì)算公式為：li＝a*fi+b*vi+c其中，li為第i步的步長(zhǎng)，a、b、c是根據(jù)人的行走習(xí)慣，在訓(xùn)練階段內(nèi)預(yù)設(shè)好的參數(shù)。設(shè)定人前行的方向?yàn)閅軸正方向，X軸正方向垂直于Y軸水平向右，Z軸正方向沿人體豎直向上。然而實(shí)際行人行走過(guò)程中，不一定嚴(yán)格保持手持設(shè)備平放，可能會(huì)傾斜或者放入口袋中。這時(shí)，智能手持設(shè)備內(nèi)的加速度傳感器、陀螺儀的空間坐標(biāo)系與行人的空間坐標(biāo)系不重疊，此時(shí)就不能只使用z軸的角度數(shù)據(jù)表示航向。通過(guò)將手持設(shè)備的坐標(biāo)系投影到行人的空間坐標(biāo)系上進(jìn)行計(jì)算，可以適應(yīng)于各種手持手持設(shè)備的方式，不用必須將手持設(shè)備嚴(yán)格平放于胸前，可以斜放或者放置于口袋當(dāng)中等,可通過(guò)下式計(jì)算Z軸方向的偏轉(zhuǎn)角度，所述步驟S1.3進(jìn)一步包括：S1.3.1、基于手持設(shè)備在x、y、z軸方向的角速度獲得手持設(shè)備在x、y、z軸方向的角位移，所述手持設(shè)備的在x、y、z軸方向的角位移的計(jì)算公式分別為：其中，wx、wy、wz分別為x、y、z軸的角速度，θx、θy、θz分別為x、y、z軸的角位移，tbegin和tstop分別表示第t步的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。S1.3.2、基于手持設(shè)備在x、y、z軸方向的角位移以及豎直方向的加速度在x、y、z軸方向的分量獲得行人的角位移，所述角位移的計(jì)算公式為：Oz為θx、θy、θz投影到行人坐標(biāo)系Z軸的角位移；行人在直線行走的過(guò)程中，其手機(jī)坐標(biāo)系中x、y、z軸的平均加速度的矢量和約為地球的重力加速度g，即行人坐標(biāo)系中Z軸方向上的加速度分量；行人坐標(biāo)系中Z軸方向上的加速度分量可以被分解成三個(gè)部分，即手機(jī)坐標(biāo)系中的算術(shù)平均值在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S1.4所采用的公式為：L(tk-1)＝n(tk-1)*S(tk-1)其中，xk為k時(shí)刻行人的x軸的坐標(biāo)；yk為k時(shí)刻行人的y軸的坐標(biāo)，L(tk-1)為k-1時(shí)刻行人的位移，n(tk-1)為行走步數(shù)，S(tk-1)為一步的步長(zhǎng)，r為行人的角位移。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2.1進(jìn)一步包括：S2.1.1、選取室內(nèi)磁場(chǎng)異常的位置作為校正點(diǎn)，測(cè)量所述校正點(diǎn)的正左和正右兩個(gè)方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度，構(gòu)成二維磁感應(yīng)強(qiáng)度坐標(biāo)；以及S2.1.2、將所述二維磁感應(yīng)強(qiáng)度坐標(biāo)與矯正點(diǎn)的二維位置坐標(biāo)對(duì)應(yīng)，獲得磁場(chǎng)地圖。圖6示出了直角轉(zhuǎn)彎狀態(tài)下行人航跡的偏轉(zhuǎn)角度示意圖，對(duì)于在轉(zhuǎn)彎處的校正點(diǎn)，本發(fā)明規(guī)定保持方向不變地測(cè)量正左、正右的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其中二維磁感應(yīng)強(qiáng)度坐標(biāo)的前后分別為左、右兩個(gè)方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度，設(shè)定行人進(jìn)入一個(gè)建筑物之前的位置或者GPS信號(hào)消失或減弱前最后提供的位置為室內(nèi)定位的起點(diǎn)，設(shè)定二維位置坐標(biāo)的起始點(diǎn)為(0，0)，為了與步驟1獲得的坐標(biāo)方向相同，本發(fā)明設(shè)x軸負(fù)方向?yàn)檎?，y軸負(fù)方向?yàn)檎?，由此形成了磁?chǎng)地圖。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)在北京郵電大學(xué)第三教學(xué)樓一層進(jìn)行，該教學(xué)樓屬于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，因此在某些特征點(diǎn)具有獨(dú)特的磁場(chǎng)特性，這些特征點(diǎn)即可設(shè)定為校正點(diǎn)，校正點(diǎn)的信息如表1所示：表1教三一樓磁場(chǎng)校正點(diǎn)信息表基于粒子濾波算法的地磁匹配算法，首先依據(jù)行人位置系統(tǒng)狀態(tài)向量的經(jīng)驗(yàn)條件分布，在行人位置狀態(tài)空間抽樣產(chǎn)生一組隨機(jī)樣本集合，這些樣本集合稱為粒子；然后根據(jù)觀測(cè)值不斷調(diào)整粒子的權(quán)重大小和樣本位置；最后通過(guò)調(diào)整后的粒子信息修正最初的行人位置經(jīng)驗(yàn)條件分布，估計(jì)出系統(tǒng)狀態(tài)和參數(shù)。粒子濾波算法的系統(tǒng)狀態(tài)模型和觀測(cè)模型分別見(jiàn)如下兩式：xk＝Φxk-1+Γμk-1Zk＝Zkt+vk其中xk＝[xk,yk]T為k時(shí)刻的系統(tǒng)狀態(tài)值，為k-1時(shí)刻的系統(tǒng)噪聲；Zk為k時(shí)刻的觀測(cè)值，即實(shí)際測(cè)量的地磁校正點(diǎn)的值，Zkt為k時(shí)刻的真實(shí)值，vk為k時(shí)刻的觀測(cè)噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中，基于所述地刺匹配算法，所述步驟S2.2進(jìn)一步包括：S2.2.1、當(dāng)行人的位置坐標(biāo)位于校正點(diǎn)時(shí)，在所述位置坐標(biāo)周圍隨機(jī)采集一組粒子，所述粒子具有獨(dú)立的坐標(biāo)值。在一個(gè)實(shí)施例中，粒子濾波的初始化過(guò)程通過(guò)檢測(cè)到第一個(gè)校正點(diǎn)來(lái)激活。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2.2進(jìn)一步包括：S2.2.2、基于任一個(gè)粒子的坐標(biāo)值獲得該粒子的系統(tǒng)狀態(tài)值，本步驟的計(jì)算公式如下：其中，和分別表示該粒子的x軸和y軸的坐標(biāo)值；nt為零均值高斯噪聲。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2.2進(jìn)一步包括：S2.2.3、基于該粒子的所述系統(tǒng)狀態(tài)值和校正點(diǎn)的二維位置坐標(biāo)獲得每個(gè)粒子的權(quán)值，本步驟的技術(shù)公式如下：Zt＝Zrt+ng其中，Zt為校正點(diǎn)的二維位置坐標(biāo)，更具體地說(shuō)，它是手持設(shè)備獲取的校正點(diǎn)的二維位置坐標(biāo)，Zrt為真實(shí)的校正點(diǎn)的二維位置坐標(biāo)，ng表示手持設(shè)備的噪聲，由于噪聲是不可能去除的，因此Zt永遠(yuǎn)和Zrt存在偏差，代表第i個(gè)粒子的權(quán)值，σ表示手持設(shè)備的偏移標(biāo)準(zhǔn)差，由手持設(shè)備的說(shuō)明書給出。進(jìn)一步對(duì)所有粒子的權(quán)值進(jìn)行歸一化處理，得到歸一化權(quán)值。在一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟S2.2進(jìn)一步包括：S2.2.4、基于所有粒子的系統(tǒng)狀態(tài)值和歸一化權(quán)值獲得估測(cè)值，將所述估測(cè)值作為校正后的位置坐標(biāo)，本步驟的計(jì)算公式為：其中，為估測(cè)值，N表示粒子的總數(shù)。下面按照本發(fā)明的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)效果。測(cè)試環(huán)境：MATLAB2014b；本次實(shí)驗(yàn)使用小米2s智能手機(jī)，基于Android4.1.1系統(tǒng)，內(nèi)置三軸加速度傳感器，陀螺儀，三軸磁場(chǎng)傳感器；智能手機(jī)內(nèi)部各傳感器采樣頻率均為50Hz，采樣高度為1.2m，實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)在北京郵電大學(xué)第三教學(xué)樓。測(cè)試結(jié)果如下：表2步態(tài)檢測(cè)算法評(píng)估表表2是在北京郵電大學(xué)第三教學(xué)樓實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中，將智能手機(jī)放入口袋中，分三組實(shí)驗(yàn)，行人盡量保持勻速行走，每次行走260步，并統(tǒng)計(jì)實(shí)際總步數(shù)、算法得到的總步數(shù)和無(wú)效步數(shù)，并計(jì)算準(zhǔn)確率和分析結(jié)果，三組的平均準(zhǔn)確率高達(dá)97.7％，錯(cuò)誤率不足3％，較傳統(tǒng)的步態(tài)檢測(cè)方法，本發(fā)明具有較高的準(zhǔn)確率。表3線性步長(zhǎng)參數(shù)訓(xùn)練結(jié)果狀態(tài)astepbstepcstep正常走0.09080.00910.4113正常跑0.00120.09031.152表3是為了得到比較準(zhǔn)確的軌跡，通過(guò)MATLAB中的多元線性回歸分析的函數(shù)regress()，訓(xùn)練了自己正常走和正常跑的參數(shù)，結(jié)果參數(shù)如上所示。表4線性步長(zhǎng)算法評(píng)估表4是在北京郵電大學(xué)第三教學(xué)樓實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地中，將智能手機(jī)平放，正常行走10步，并實(shí)際測(cè)量步長(zhǎng)和分析智能手機(jī)分析出的數(shù)據(jù)，本次測(cè)量誤差可以控制在比較小的范圍內(nèi)，步長(zhǎng)誤差在3厘米內(nèi)，誤差率在5％以內(nèi)?？梢钥闯鼍€性步長(zhǎng)估計(jì)模型更適合行人的實(shí)時(shí)步長(zhǎng)，以及不同的運(yùn)動(dòng)方式。圖8示出了室內(nèi)定位系統(tǒng)的整體仿真圖，步數(shù)檢測(cè)的有效步數(shù)為246步，實(shí)際部數(shù)251步，誤差小于2％；從圖中9可以明顯看出5次直角轉(zhuǎn)彎。圖中星號(hào)點(diǎn)為校正點(diǎn)，曲線分別為真實(shí)軌跡、精度提高的航跡推算、精度提高的航跡推算+航跡糾正。黑色的點(diǎn)虛線表示精度提高的行人航跡推算，可以看出計(jì)算的路徑與真實(shí)的路徑最大距離在5m左右，這是由于盡管我們提高的各個(gè)模塊的精度，但是陀螺儀在使用過(guò)程中是由累計(jì)偏差的，無(wú)法消除，所以使得航向稍微有偏差。紅色的實(shí)線表示精度提高的航跡推算+航跡糾正，可以看出，每個(gè)點(diǎn)糾正后，航向還是會(huì)繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，還是由于陀螺儀的累計(jì)誤差無(wú)法消除。糾正后的航跡與真實(shí)軌跡之間最大的差值在2m之內(nèi)。從仿真結(jié)果可以看出，本文提出的算法在實(shí)際應(yīng)用中可以有很好的定位精度，具有一定的實(shí)用性和可行性。本發(fā)明還提供一種基于手持設(shè)備的室內(nèi)定位系統(tǒng)，所述手持設(shè)備包括加速度傳感器、陀螺儀以及地磁感應(yīng)器，包括：位置坐標(biāo)模塊，基于行人的步數(shù)、步長(zhǎng)以及角位移獲得行人的位置坐標(biāo)；以及定位校正模塊，基于室內(nèi)的磁場(chǎng)地圖對(duì)所述位置坐標(biāo)進(jìn)行定位校正。最后，本申請(qǐng)的方法僅為較佳的實(shí)施方案，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3