[发明专利]一种基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法

权利要求书

1.一种基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

获取待定位点接收的多个蓝牙信标的RSSI数据，基于加权质心法获得初步定位结果；

以改进粒子滤波算法对所述初步定位结果进行初步修正，获得中间修正定位结果，所述改进粒子滤波算法基于定位历史数据和室内人员行走速度实现；

基于HMM的室内地图匹配技术对所述中间修正定位结果进行再次修正，合理化人员轨迹，获得最终定位结果。

2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述初步定位结果具体获取步骤为：

通过路径损耗模型将接收到的所述RSSI数据转化为距离数据，基于所述距离数据及各蓝牙信标的坐标，采用加权方式计算获得所述初步定位结果。

3.根据权利要求2所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述加权方式通过以下公式表示：

其中，x、y为初步定位结果，分别表示待定位点的横纵坐标，x_i、y_i表示第i个蓝牙信标的横纵坐标，N表示接收到RSSI的蓝牙信标数量，d_i表示待定位点与第i个蓝牙信标的距离。

4.根据权利要求2所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述路径损耗模型为对数路径损耗模型。

5.根据权利要求1所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述以改进粒子滤波算法对所述初步定位结果进行初步修正具体包括以下步骤：

基于所述初步定位结果获得初始粒子种群；

基于系统状态噪声和人员行走速度变化更新每个粒子的状态；

更新粒子权重，结合室内地图，将位于不可达区域的粒子权重置零；

迭代计算获得中间修正定位结果。

6.根据权利要求5所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述初始粒子种群利用高斯分布生成，所述高斯分布的均值采用初步定位结果，方差为所述加权质心法的误差。

7.根据权利要求5所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述系统状态噪声和人员行走速度变化符合正态分布。

8.根据权利要求1所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述基于HMM的室内地图匹配技术对所述中间修正定位结果进行再次修正具体为：

结合室内地图抽象获得可行路径，并用栅格点表示可行路径；

在HMM解码算法中，以所述中间修正定位结果作为观测值，以所述栅格点作为隐状态，利用地图匹配方法修正定位结果。

9.根据权利要求8所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述HMM解码算法中，维护一个长度为L的动态的观测序列和状态序列。

10.根据权利要求1所述的基于粒子滤波和地图匹配的室内人员定位方法，其特征在于，所述蓝牙信标为低功耗蓝牙节点。