[发明专利]一种个人携行式多源定位信息辅助修正方法

说明书

一种个人携行式多源定位信息辅助修正方法，利用行人运动的静止步态特征与外部辅助电磁定位信息共同抑制惯性漂移，修正定位误差。该方法包含：(1)获取行人运动时的加速度、角速度和地磁信息并进行捷联惯性三维空间定位信息的计算；(2)获取电磁定位信号并求解空间三维定位信息；(3)依据行人运动检测约束条件进行静止检测；(4)利用零速信息与磁航向信息构建局部卡尔曼滤波器对行人定位信息进行滤波估计，并修正行人的定位信息。(5)构建主滤波器利用电磁定位信息对局部修正后的行人定位信息进行滤波估计，利用最终主滤波器的估计量修正行人定位信息，得到最终定位信息。本发明依据行人运动静止步态特征，利用双滤波器对行人的多源定位信息进行深度融合，提高了导航定位精度。

技术领域

本发明属于导航定位技术领域，特别是涉及一种行人运动的静止步态特征与外部辅助定位信息共同修正定位误差的方法。

背景技术

随着移动通信技术和互联网技术的快速发展，基于定位与导航的相关应用越来越受到人们以及相应企业的关注，尤其在复杂的室内环境，如机场大厅、展厅、仓库、图书馆、地下停车场、矿井等环境中，常常需要确定移动终端或其持有者在室内的位置信息。目前主要用于个人定位技术主要分为三大分支：依靠预置节点定位、全自主定位和预置节点与IMU相结合定位。现有依靠预置节点定位技术，为保证定位精度，均需提前预置高密度节点网络。由于受到诸多现场环境的制约，预置节点定位技术很难大规模应用。而全自主定位的特点是通过探测人体躯干运动形态，结合陀螺仪、加速度计、磁阻传感器来预测人体位置。由于惯性器件的长时漂移，导致误差的不断增加。预置节点与IMU相结合的定位方式将两种定位进行优势互补，有效的抑制了长时漂移所带来的位置误差，本发明基于此类定位方式，提出了一种个人携行式多源定位信息辅助修正方法，有效的融合了自身惯性定位单元与外部辅助电磁信息的定位，而且复杂程度低，易于工程实现。

与同领域的相关申请专利进行对比，本发明的创造性及优点较为明显。比如，申请号为：201310566710.6，专利名称是《基于捷联惯性解算和零位校正的自主导航系统定位方法》的专利，其采用的是利用安装位于鞋部的惯性测量单元，运动并采集传感器信息，融合信息进行零速检测，并以此作为触发条件触发滤波器进行零速修正。该方法仅融合个人运动约束进行惯性导航定位，无法长时间抑制惯性漂移，续航能力较差。再比如，申请号为：201410416423.1，专利名称是《室内定位装置及系统》的专利，需要大量定位标签，虽然定位精度较高，但实施难度较大、成本高，不利于推广。

发明内容

本发明的主要目的在于：面向行人的个人定位，利用行人运动的静止步态特征与外部辅助电磁定位信息共同抑制惯性漂移，修正定位误差。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

1、一种个人携行式多源定位信息辅助修正方法，包括以下步骤：

步骤1，获取行人运动时的加速度、角速度和地磁信息并进行捷联惯性三维空间定位信息的计算；

步骤2，获取电磁定位信号并求解空间三维定位信息；

步骤3，依据行人运动检测约束条件进行静止检测；

步骤4，利用零速信息与磁航向信息构建局部卡尔曼滤波器对行人定位信息进行滤波估计，并修正行人的定位信息；

步骤5，构建主滤波器利用电磁定位信息对局部修正后的行人定位信息进行滤波估计，利用最终主滤波器的估计量修正行人定位信息。

进一步的，通过行人身上的测量传感器件的测量信息解算出步骤1中所述的三维空间信息；测量传感器件包括加速度计、陀螺仪和地磁传感器。

进一步的，所述步骤2中，利用极大似然估计法进行三维定位信息的计算；电磁定位信号测量装置包含外部辅助定位基站与移动电磁定位终端。

进一步的，所述步骤3中，利用如下公式检测静止，检测模块包括三轴加速度计、三轴陀螺仪。