一种基于混合WIFI与航迹推算的室内定位方法与流程

技术特征：

1.一种基于混合WIFI与PDR的室内定位方法，其特征在于：

待测目的其初始位置采用WIFI定位子系统来获得。

当获得待测目标的初始位置之后，系统中两套定位子系统，WIFI定位子系统和PDR定位子系统将分别输出待测目标的位置。

系统采用一个时间窗效用函数，将WIFI定位子系统输出的坐标，以及基于PDR的定位子系统输出的坐标进行有效的线性加权；加权之后再通过卡尔曼(Kalmar)滤波进行处理，最终得到混合WIFI和PDR的全局定位坐标。

2.如权利要求1所述的时间窗效用函数，其特征在于：

假设PDR的定位子系统输出的定位位置坐标为WIFI定位子系统输出的定位位置坐标为混合两个子系统后输出的系统全局定位坐标则，通过时间窗效用函数可将优化目标表示为如下形式：

${\hat{X}}_G={\mathrm{\ρ}}_1{\hat{X}}_p+{\mathrm{\ρ}}_2{\hat{X}}_w$

其中，ρ₁和ρ₂分别是在时间维度上对PDR定位子系统和WIFI定位子系统的加权系数，在这个线性加权中始终满足：ρ₁+ρ₂＝1。

3.如权利要求1、2所述的时间窗效用函数，其特征在于：

所述时间窗效用函数是一个根据不同时间段来取不同ρ₁、ρ₂参数值的分段线性函数。

基于不同时间段的特征，将混合后的WIFI和PDR定位系统划分成两种状态：

状态一：PDR系统的定位坐标已进行过修正，其PDR系统的定位轨迹精度较高，此状态以PDR定位子系统的输出结果为主。在此状态中，所述时间窗效用函数的赋值须满足：ρ₁＞ρ₂。

状态二：由于PDR系统在一段时间之后，传感器输出特性开始发散，需要对待测目标的轨迹进行校准，此时需参考WIFI定位子系统的输出结果。在此状态中，所述时间窗效用函数的赋值须满足：ρ₁＜ρ₂且|ρ₁-ρ₂|＜δ，其中δ是系统设定的判定门限值。

4.如权利要求1、2、3所述的时间窗效用函数，其特征在于：

如权利要求3中所述的状态一和状态二是随时间交替出现的，它们均是时间窗效用函数的组成部分之一，假定状态一的持续时间为T1，状态二的持续时间为T2，系统初始时刻为T0，时间域的全集为T，那么所述的时间窗效用函数可表示为：

${\hat{X}}_G={\mathrm{\ρ}}_1{\hat{X}}_p+{\mathrm{\ρ}}_2{\hat{X}}_w$

$s.t.\left\{\begin{array}{cc}{\mathrm{\ρ}}_1+{\mathrm{\ρ}}_2=1,T_1\>T_2& t\∈T\\ {\mathrm{\ρ}}_1=0,{\mathrm{\ρ}}_2=1& t\∈T_0\\ {\mathrm{\ρ}}_1\>{\mathrm{\ρ}}_2& t\∈\[n(T_1+T_2),(n+1)T_1+{\mathrm{nT}}_2\]\\ {\mathrm{\ρ}}_1\<{\mathrm{\ρ}}_2,|{\mathrm{\ρ}}_1-{\mathrm{\ρ}}_2|\<\mathrm{\δ}& t\∈\[{\mathrm{nT}}_1,n(T_1+T_2)\]\end{array}\right.$

5.如权利要求1所述的WIFI定位子系统，其特征在于：

WIFI定位子系统可通过如下方法获得待测目标的位置坐标，包括但不限于：三边法、TOA测距法、TDOA测距法、指纹匹配算法。本发明中不针对WIFI定位技术和方法进行任何限定。

6.如权利要求1所述的PDR定位子系统，其特征在于：

所述PDR定位子系统的位置解算包括步态估计、步长估计、航向估算、以及待测目标位置输出四个部分组成。

7.如权利要求1，权利要求6所述的PDR定位子系统，其特征在于：

所述的步态估计方法，通过加速度计读取的三轴加速度模值，利用平滑时间窗在一段时间内判定其所述三轴加速度模值的波峰值，波谷值，并通过波峰波谷值的差值门限和间隔时间判定待测目标的步态；

所述的步长估计方法，是在估计出步态的基础上，在一步的范围内，通过三轴加速度模值的最大值、最小值，以及系统设定的校准系数，来估计待测目标的步长；

所述的航向估算方法，主要是指对待测目标航向角的测定。本发明中，对于包含电子罗盘的智能终端，待测目标的航向角可以直接通过电子罗盘读取出；对于不包含电子罗盘的智能终端，待测目标的航向角通过四元素法获得。

所述的待测目标位置输出，是指根据PDR系统的初始定位结果，步态估计、步长估计、航向估算等，最终输出基于PDR定位子系统的位置坐标。