[发明专利]一种室内定位方法、系统及计算机可读存储介质

说明书

本发明公开了一种室内定位装置及定位方法及系统，采用低成本射频设备和便携智能通信装置，便携智能通信装置为拥有加速度计、磁力计、陀螺仪的智能设备与地图辅助信息完成高精度的室内定位。在室内设置信标布置点，并在信标布置点配置与便携导航设备匹配进行导航定位的信标；步长推断和移动方向推断进行航行推断；进行射频定位；将惯性导航融合于所述射频定位；惯性导航、射频定位与地形限制粒子滤波融合，进行精确定位和导航，设备成本低廉可以大面积推广，用户在室内导航环境下导航可以获得自身精准定位，进行精确导航，商城可以寻店，车库可以寻车，机器人可以随意移动，方便人们室内环境下出行。

技术领域

本发明涉及室内定位技术领域，具体涉及基于行人航向推断与射频以及地形约束相融合的低成本高精度室内定位技术。

背景技术

室内定位技术是智慧城市、物联网以及应急救援等的核心技术，与人们的日常生活密切相关。人类80％以上的时间在室内环境中活动，致使室内定位市场蓬勃发展。激增的产业需求在定位精度、响应速度、稳定性等传统性能指标之外对定位技术提出了新的要求，尤其是对普适性、自主性室内定位技术的需求。各种各样的室内定位技术层出不穷，包括基于无线通讯的Wi-Fi、RFID、UWB、超声波定位技术和基于MEMS传感器的视觉、地磁场、惯性传感器的技术、超宽带、蓝牙、超声波和红外线等射频定位技术与行人航向推断惯导技术以及VSLAM(视觉即时定位与地图构建技术)。

射频定位技术需要大量部署，成本高昂；惯导技术会不断累计误差，而且会增加额外的误差，复杂环境磁场也有异常，严重影响精度，从而降低行人定位的精度；VSLAM技术需要佩戴视觉摄像头，出行不便，不利于大面积推广。

发明内容

本发明的目的在于通过低成本射频设备，拥有加速度计、磁力计、陀螺仪的智能设备与地图辅助信息，基于行人航向推断与射频以及地形约束相融合的低成本高精度室内定位技术完成高精度的室内定位。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种室内定位方法，

按照如下步骤：

在室内设置信标布置点，并配置与便携导航设备匹配进行导航定位的信标；

通过步态检测，步长推断和移动方向推断进行航行推断；

进行射频定位；

将惯性导航融合于所述射频定位；

惯性导航、射频定位与地形限制粒子滤波融合，进行精确定位和导航。

还包括制作用于电子导航的电子地图的步骤；

利用现成的地图制作工具保存为图片，该地图能通过地图上各个坐标快速的计算出真实世界中这个建筑物的相对位置，保留墙体、可行区域、房间、电梯、绿色通道等等关键信息，可行区域为白色，并且计算地图方向与真实方向夹角Δθ；

还包括判断电子地图中可行区域转化的步骤；

确认电子地图中任意两点坐标是否可达。

室内设置信标布置点的位置选择为：地图中的出入口、交叉路口，配置时需要3个以上信标为一组，组内信标之间的距离在5m-8m，固定在2m-3m高处，组内信标之间无遮挡，并且计算出信标的相对坐标与UUID。

所述航向推断方法具体为：

(1)步态检测，人行走过程中，传感数据是规律的，模式识别出窗口期的所有步态，记录第i步的开始时间与结束时间；

(2)步长推断，利用第i步的传感器数据计算出步长l_i；

(3)方向推断，利用第i步的传感器数据计算出步长h_i，