一套基于消费级IMU的高效稳健的手机端室内磁场定位方案.pdfVIP

一套基于消费级IMU的高效稳健的手 机端室内磁场定位方案 武汉大学卫星导航定位技术研究中心 复杂室内环境下，消费类行人室内定位有着广泛的应用需求。 我在哪? 机 应该往 商 场 哪走? 场 火 停 车 车 站 场 方法 定位精度 特点 3~10m 无额外硬件成本 ，指纹数据库维护成本高 ；RTT测距方法 ，发展 Wi-Fi (RTT 1~2m) 趋势由市场决定。 1~10m 需要布设硬件 ，维护周期需更换电池 ，任务繁重。5.1协议测角 蓝牙标签 （5.1协议 ~dm） 方案 ，发展趋势由市场决定。 2G/ 3G/4G/ 30~100m 2G/3G/4G定位精度低 ；5G可提供高精度定位服务 ，发展趋势 5G (5G ~1m) 由市场决定。 定位性能由环境纹理分布决定且数据库维护任务极其重 ；绝对 视觉 cm~dm 定位不具有全局唯一特性 ，相对定位会随时间漂移。 磁场指纹位置区别度低 ，不具有全局唯一特性 ，且定位精度受 磁场 dm~5m 室内环境磁场特征分布决定。 一种辅助定位手段 ，性能由建筑结构和行人运动状态所决定 ， 地图 1~5m 特定场景可利用 ，通常与PDR组合使用。 行人航迹推算 行走距离1%~8% 误差随时间漂移 ，性能受传感器本身以及人运动状态影响较大。 磁场信号无处不在 ，零硬件布设成本 ；人体干扰弱 ；磁场指纹数据库 长期稳定性好 ；定位精度高 ，约dm~m。 n 离线训练阶段 足绑式IMU+手机IMU+ 稀疏控制点 ，形成一种 高效率、高精度、低成 本的高维度磁场指纹数 据库生成方法。 n 实时定位阶段 PDR相对轨迹辅助生成 的传感器坐标系下的差 分磁场轮廓 ，可消除磁 力计零偏的影响，从而 提供更稳健的匹配定位。 n 离线训练阶段 Ø 行人定位定向系统 （P-POS） P-POS构成包括 ：脚绑式IMU、手机内置 IMU和少量的控制点。脚绑式IMU结合稀疏 的控制点用于提供稳定的高精度位置 ，并作 为位置观测值修正手机内置IMU的位置 ，从 而准确地估计磁力计的位置和姿态角。 在控制点间隔50米的条件下 ，P-POS能够 提供分米级别的位置和度级别的姿态角。 [1].Niu, X., et al., A Novel Position and Orientation System for Pedestrian Indoor Mobile Mapping System. IEEE Sensors Journal, 2020. 21(2) p. 2104-