[发明专利]基于气压计和水平仪的室内楼层识别方法

说明书

为了解决现有的基于指纹定位的楼层识别方法需要在离线阶段建立指纹数据库而导致工作量大和识别复杂的问题，以及基于气压计的楼层识别方法识别率较低的问题，本发明提供了一种基于气压计和水平仪的室内楼层识别方法，通过水平仪测量数据判定行人运动状态，结合气压计完成室内行人所处楼层变化的分析和追踪，无需前期建立离线指纹数据库，降低了楼层定位的计算复杂度，且识别更为准确。

技术领域

本发明属于定位技术领域，涉及一种室内楼层识别方法。

背景技术

传统的室内定位技术主要集中在二维平面上的定位。随着经济社会的发展，二维平面的室内定位信息已经无法满足社会的需求，三维空间上的定位服务受到越来越多的关注，例如商场广告推送、立交高架交通导航、紧急情况下的人员楼层定位等。而精确的楼层识别是三维空间准确定位的重要基础。

目前楼层识别的方法主要有基于指纹定位的楼层识别方法，基于气压计的楼层识别方法等。

基于指纹定位的楼层识别方法需要在离线阶段建立楼层地图环境信息，并且对指纹数据进行聚类，在线阶段采用设置阈值的方法对楼层进行判断，结合地图模型和机器学习的方法算出位置，增加了系统在离线阶段指纹数据库建立的工作量和识别的复杂度。

基于气压计的楼层识别方法只通过气压计示数变化也可简单直观地判断行人的高度变化，但其测量值具有延时，且无法实时精确行人运动变化，另外在楼层高度不确定时会出现判别率较低的问题，此外还需花费大量时间进行气压计的校准工作。

发明内容

为了解决现有的基于指纹定位的楼层识别方法需要在离线阶段建立指纹数据库而导致工作量大和识别复杂的问题，以及基于气压计的楼层识别方法识别率较低的问题，本发明提供了一种基于气压计和水平仪的室内楼层识别方法，能够高效、准确地识别目标所处的室内楼层。

本发明的技术方案是：

基于气压计和水平仪的室内楼层识别方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：

1)测量行人不同运动状态下的步频区间，按照所测得的步频区间，设置测量装置单位时间内的采样数；所述测量装置包括外壳体、设置在外壳体内的水平仪、气压计、处理单元、通信单元和电源；水平仪和气压计的测量数据实时发送给处理单元；

2)将测量装置固定于行人单侧脚踝或小腿上，并调整使得当行人腿部处于竖直时水平仪测得的角度为零度；

3)在行人运动过程中，处理单元实时获取水平仪的测量数据；

4)截取整周期的水平仪的测量数据，经过滤波后提取角度区间；

5)判定行人的运动状态；

5.1)获取滑动窗口内一个采样周期中的水平仪角度变化幅度的最大值A_max和最小值A_min；

A_max＝max(A_i……A_i+w)

A_min＝mix(A_i……A_i+w)

i为采样点；

W为滑动窗口的大小，W的取值应尽可能的小且应大于采样周期数；

5.2)运动状态判断：

5.2.1)将A_max-A_min与设定值λ₁进行比较，若A_max-A_min＜λ₁，则进入5.2.2)；若A_max-A_min≥λ₁，则进入5.2.3)；