一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位的方法
【专利摘要】一种基于粒子滤波的航迹推算和无线局域网组合定位新方法，该方法有四大步骤：步骤一、航迹推算实现空间循迹；步骤二、无线局域网WLAN的RSSI定位；步骤三、建立合适的系统状态模型和观测模型；步骤四、采用粒子滤波算法，实现迭代运算。本发明非常简单实用，定位精度高，可行性高。
【专利说明】一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位的方法
【技术领域】
[0001] 本发明提供一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位的方法，属于行人 自主导航定位【技术领域】。
【背景技术】
[0002] 目前，行人自主导航定位逐渐成为人民日常生活中不可或缺的一部分内容。传统 的行人导航定位多依赖于GPS定位技术。然而在建筑物内部，GPS信号衰减现象严重，导致 行人室内导航定位的精度严重降低。为了实现行人在室内的精确导航定位，航迹推算技术 和基于无线局域网的RSSI定位技术逐渐兴起。然而，受限于MEMS惯性器件的精度，航迹 推算误差往往较大；基于无线局域网的RSSI定位技术需要预先布置定位场景，技术成本较 高；因此本发明采用粒子滤波算法实现航迹推算和无线局域网RSSI技术组合定位方案，有 效降低了航迹推算技术误差和无线局域网RSSI定位技术技术成本，具有重要的学术意义 和工程应用价值。
【发明内容】
[0003] 1、目的：本发明的目的是提供一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位 的方法，该方法具有可行性高，精度高等优点，其技术方案如下：
[0004] 2、技术方案：本发明一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位的方法， 该方法具体步骤如下：
[0005] 步骤一、采用航迹推算技术实现室内循迹。
[0006] 设行人在初始时刻h的位置为（EmNtl)，行走的距离是Stl，初始航向角是Θ^，可推 算出在下一时刻^行人所处的位置（Ei，N1)，如下式所示：
[0007]
【权利要求】
1. 一种基于粒子滤波航迹推算和无线局域网组合定位的方法，其特征在于：该方法具 体步骤如下： 步骤一、采用航迹推算技术实现室内循迹； 设行人在初始时刻h的位置为（E& 乂)，行走的距离是\，初始航向角是0。，推算出在 下一时刻^行人所处的位置（E:，％)，如下式所示：
因此要实现实时行人航迹推算算法，每个解算周期内需要已知如下三个物理量：行走 的步数N，步长L和初始航向角0 ; 相关研宄表明，运动过程中垂向加速度计的变化情况能表征行走步数的变化，因此利 用内置加速度计完成步数解算；航向角的变化量由内置陀螺仪的输出角速度积分得到；步 长由已知数学模型描述，在稳定行走过程中近似认为步长不变，在完成标定实验后，得到步 长的估计值； 步骤二、采用无线局域网RSSI技术实现空间定位 根据IEEE802. 11协议，WLAN信号源名称SSID和自身的信号强度标示RSSI都是信号 接入点的发送参数的一部分内容，而各种便携式设备作为信号接收方，其内置的API协议 架构能够保证方便地根据信号源名称SSID解析出对应的WLAN信号强度数值；因此，利用不 同信号源对应的信号强度数值建立特定空间内信号强度的指纹数据库，并在指纹数据库中 利用模式识别算法完成空间定位；模式识别算法包括k最近邻法，核函数估计法和人工神 经网络估计法； 步骤三、建立系统状态模型和观测模型 利用粒子滤波进行行人导航定位研宄，选择状态向量为Xk=(xk，yk)T， 在两次滤波算法解算周期内行人移动的距离为：
假定行人在k时刻位置为Xk=(xk，yk)T，考虑航向角误差，步长误差和步数检测误差， 系统状态模型由下式描述：
e.状态估计
【文档编号】G01C21/00GK104482933SQ201410723295
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月3日 优先权日:2014年12月3日
【发明者】晁代宏, 袁也, 宋来亮, 冉龙俊, 刘弘毅 申请人:北京航空航天大学