[发明专利]一种室内定位方法、计算机可读存储介质及计算机设备

说明书

本申请适用于室内定位领域，提供了一种室内定位方法、计算机可读存储介质及计算机设备。方法包括：接收移动终端采集的超声波信号和IMU采集的惯性数据；对超声波信号和惯性数据进行滤波处理；根据滤波处理后的超声波信号，采用基于声信号的CHAN算法进行多次定位获取移动终端的初始位置；利用前两步或两步以上的步长估计当前步的步长；根据滤波处理后的惯性数据对不同移动终端的航向角漂移和静态飘移进行修正，得到校正后当前步前进的方向；根据移动终端的前一步的位置、估计的当前步长和校正后当前步前进的方向进行融合定位估计移动终端当前的位置。本申请对于不同的移动终端和场景具有很大的通用性和灵活性，它与移动终端兼容，成本低，精度高。

技术领域

本申请属于室内定位领域，具体涉及一种室内定位方法、计算机可读存储介质及计算机设备。

背景技术

基于位置的服务(LBS)在技术发展和社会需求的推动下应运而生，成为近年来非常热门的研究课题。据统计，人们80％的活动是在室内环境中完成的。室内定位技术在室内导航服务、物资定位等方面的需求越来越大。业内人士和相关专家一致认为，LBS将成为行业应用的标准。它具有巨大的社会和商业价值，具有广阔的应用前景。尽管全球导航卫星系统(GNSS)已经能够满足室外环境下的全天候定位要求，然而，由于建筑物阻挡导致的微弱信号，很难满足室内环境的要求。近年来，室内定位已经成为一个非常具有挑战性的课题和研究热点。

研究人员在超宽带(UWB)定位、WIFI定位、红外定位、射频识别(RFID)定位、蓝牙定位、地磁定位、视觉定位和超声波定位等方面开展了一系列研究工作。基于超宽带的室内定位方法可以实现较高的定位精度和良好的稳定性。基于红外的室内定位方法有较大的功耗，并被室内墙壁或障碍物阻挡，因此，只在一些特殊的场景中使用。基于WIFI和蓝牙的室内定位方法成本低，易于推广，然而，数据采集需要耗费大量时间。基于RFID的室内定位方法具有较高的精度，但需要额外的基础设施成本。地磁序列受周围铁磁材料的影响很大，建立指纹数据库需要巨大的人力，一旦环境变化就需要更新，这是一个痛点。基于视觉的室内定位方法具有良好的可视性，然而，定位性能受到光线条件的限制，它不能有效地保护隐私。

在所有的定位信号中，超声波信号与移动设备兼容，仅用移动设备就可以实现数据发送和接收。基于超声波的定位对没有额外基础设施的场景有很好的适应性，对低传播速度有很高的准确性。通过时间相关和低计算复杂度来实现定位，这使得基于超声波的定位方法成为最具竞争力的室内定位技术之一。然而，由于声学信号在室内传播时存在反射、折射、阻挡和其他频率信号的干扰，在定位过程中会出现意外误差，在某些情况下会导致定位精度的下降。

行人航位推算(PDR)是一种室内定位方法，根据用户的行走特征来估计用户的位置。同时，行人的运动信息由安装在移动设备上的惯性测量单元(Inertial MeasurementUnit，IMU)(如加速度计、陀螺仪和磁力计)捕获。它在短时间内具有良好的定位精度，适用于快速移动用户的实时定位跟踪。然而，PDR依赖于其他定位技术来提供准确的初始位置，而且长期定位存在累积的定位误差。因此，PDR技术一般要与其他室内定位技术相结合。

总而言之，现有采用单一技术的室内定位方法很难兼顾低成本与高精度。

发明内容

本申请的目的在于提供一种低成本且高精度的室内定位方法、计算机可读存储介质及计算机设备。

第一方面，本申请提供了一种室内定位方法，所述方法包括以下步骤：

S101、接收移动终端采集的超声波信号和惯性测量单元IMU采集的惯性数据；

S102、对超声波信号和惯性数据进行滤波处理；

S103、根据滤波处理后的超声波信号，采用基于声信号的CHAN算法进行多次定位获取移动终端的初始位置；

S104、利用前两步或两步以上的步长估计当前步的步长；