地磁序列辅助修正的PSO-PF室内行人定位方法

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作者 何正伟 孙炳源 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第7期17-23,共7页

室内行人定位是位置服务的重要基础,地磁信号具有被随时感知的特点,基于地磁信号的定位方法一直是室内行人定位研究的一个热点。针对当前基于粒子滤波融合定位存在累计误差大、定位精度较低的问题,本文提出变长地磁序列辅助PSO-PF的室... 室内行人定位是位置服务的重要基础,地磁信号具有被随时感知的特点,基于地磁信号的定位方法一直是室内行人定位研究的一个热点。针对当前基于粒子滤波融合定位存在累计误差大、定位精度较低的问题,本文提出变长地磁序列辅助PSO-PF的室内行人定位方法。首先,在传统粒子滤波算法的基础上,融合粒子群算法进行最佳位置寻优提升实时定位的准确性;然后,建立了DTW-A^(*)算法获取变长地磁序列对一段时间累计误差进行修正,以解决基于粒子滤波定位方法的累计误差问题;最后,通过试验将本文方法与现有主流定位方法进行比较。结果表明,本文方法在室内行人定位方面平均误差为0.90 m,比PDR、MaLoc和Magicol方法分别降低了73.1%、68.0%和63.8%。其中,本文方法1.43 m定位精度达90%,比PDR、MaLoc和Magicol方法分别提升了75.1%、68.4%和67.7%。此外,在不同型号手机上进行的试验结果表明,本文方法不仅适用且表现稳定,有望为不同设备的室内定位提供支持。 展开更多

关键词 地磁室内行人定位 PSO-PF 地磁序列 行人航迹推算

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基于地磁辅助的室内行人定位航向校正方法 被引量：13

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作者 马明 宋千 +2 位作者 李杨寰 谷阳 周智敏 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第3期647-653,共7页

在基于惯性传感器的室内人员自主定位系统中,由于陀螺仪存在随时间增长的漂移,需要依靠地磁场对航向校正。然而,室内场景中地磁场会受到比较严重的干扰,磁力计自身也存在一定误差,严重影响了地磁场辅助定位的航向校正效果。该文提出一... 在基于惯性传感器的室内人员自主定位系统中,由于陀螺仪存在随时间增长的漂移,需要依靠地磁场对航向校正。然而,室内场景中地磁场会受到比较严重的干扰,磁力计自身也存在一定误差,严重影响了地磁场辅助定位的航向校正效果。该文提出一种地磁辅助的室内定位航向校正方法,该方法首先结合人体运动模型对磁力计进行校准,获取相关校准系数,提高磁力计解算航向精度。在此基础上利用改进的磁场准静态检测方法提取可用的磁力计观测量,经校准系数校准后结合零速更新算法(Zero velocity UPda Te,ZUPT)辅助的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter,EKF),对陀螺仪航向进行滤波校正。实验结果显示在长约684 m的轨迹下航向误差仅为3.2°定位误差小于0.5 m,定位精度优于0.2%,验证了该方法较传统的磁场辅助航向校正方法的优越性。 展开更多

关键词 室内行人定位 磁场准静态检测 航向校正 磁力计校准

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MEMS-INS室内行人定位三维地图匹配算法 被引量：3

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作者 任明荣 孟娟 王普 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期111-116,共6页

提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复... 提高基于微机械(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的室内行人三维定位精度一直是一个研究热点和难点,其中器件误差是影响MEMS-INS精度的一个棘手问题.由于器件误差产生的机理十分复杂,采用现有的修正技术无法准确地对误差进行估计建模,导致MEMS-INS的位置精度不高.本文从室内环境结构分析入手,提出了一种三维地图匹配的条件随机场算法.通过设计导航输出的位姿信息与室内状态点的数学关系,结合最佳轨迹求取的算法建立室内三维地图匹配的算法模型.最后通过算法求解出的最佳匹配点坐标修正惯性导航输出的位置误差. 展开更多

关键词 微机械惯性导航系统 室内行人定位 条件随机场 室内地图匹配

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新型MEMS-IMU/Wi-Fi组合室内行人定位算法

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作者 朱明红 于飞 +2 位作者 金明 刘娟 王振鹏 《哈尔滨工程大学学报》 2025年第3期609-617,共9页

为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测... 为有效利用智能手机中的微机电惯性测量器件,本文研究一种新型集成策略,通过有效结合微机电惯性测量和Wi-Fi的数据直接估算行人的位置。基于行人航位推算法建立相对参考坐标系的位置推算模型;将惯性测量单元中陀螺仪的输出直接作为观测值,同时定频采用无线网的位置数据进行校正,设计扩展卡尔曼滤波算法估算行人的实时位置坐标;设计运动轨迹,采集手机传感器和无线信号接入点的数据对该算法进行了有效性和可行性验证。研究结果表明:采用微机电惯性测量器件和无线网组合定位时,位置误差会小于惯性测量单元单独定位时的误差,可见Wi-Fi信息可辅助微电子机械系统惯性传感器更精确地完成室内行人导航定位任务。 展开更多

关键词 室内行人定位 微机电惯性测量器件 无线传输系统定位 行人航位推算 组合定位 独立建模 扩展卡尔曼滤波 直接法卡尔曼滤波

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用户行为感知辅助的室内行人定位 被引量：32

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作者 周宝定 李清泉 +1 位作者 毛庆洲 张星 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期719-723,共5页

提出了一种用户行为感知辅助的室内行人定位方法。该方法采用行为感知技术,通过智能手机内置的传感器获取行人经过室内特殊位置(如电梯、转角等)的连续多个位置相关的行为状态,结合室内路网的拓扑结构,将行人的位置匹配到相应的特殊位置... 提出了一种用户行为感知辅助的室内行人定位方法。该方法采用行为感知技术,通过智能手机内置的传感器获取行人经过室内特殊位置(如电梯、转角等)的连续多个位置相关的行为状态,结合室内路网的拓扑结构,将行人的位置匹配到相应的特殊位置,以消除行人航位推算(PDR)的累积误差,同时可以在起始点未知的情况下实现行人的自主定位。试验验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 室内行人定位 行为感知 行人航位推算 智能手机

原文传递

基于改进PDR算法的室内定位方法研究

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作者 马杰 王健 李智 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2024年第12期211-217,共7页

针对室内封闭场所卫星导航系统定位穿透力不够导致的定位精度太低而传统的惯导在室内行人定位时航迹偏移较大的问题,通过对行人航迹推算算法(PDR)的深入分析,提出了改进的PDR算法,旨在提高室内定位中的定位精度。该算法首先设计了卡尔... 针对室内封闭场所卫星导航系统定位穿透力不够导致的定位精度太低而传统的惯导在室内行人定位时航迹偏移较大的问题,通过对行人航迹推算算法(PDR)的深入分析,提出了改进的PDR算法,旨在提高室内定位中的定位精度。该算法首先设计了卡尔曼滤波器和FIR滤波器对传感器数据进行预处理,提升数据的平滑性和抗噪性能;其次对传统的Weinberg步长计算模型进行改进,增加了新的变量作为步频检测和步长计算的联合参考,有助于减少步长估计的累积误差;然后取合适的阈值作为行人零速判断,以修正步数以及行人位置;最后设计一个扩展卡尔曼滤波器(EKF)对行人的位置进行优化,实现对行人实际轨迹的动态优化。仿真实验结果表明,改进后的PDR算法显著提高了定位精度,行人轨迹的平均误差由5.5 m降低到1.2 m。总体而言,该改进PDR算法能够有效减少航迹偏差和累积误差,提高了行人定位精度,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 室内行人定位 PDR算法 零速检测 步长估计 卡尔曼滤波 FIR滤波 EKF

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基于GLRT零速检测算法的行人室内定位系统 被引量：11

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作者 樊启高 孙艳 +1 位作者 孙璧文 庄祥鹏 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期1706-1711,共6页

针对微机电系统中惯性传感器漂移大、精度低导致室内行人定位精度不高的问题,本系统在惯性导航解算算法的基础上,提出基于广义似然比检验的零速检测算法。该方法是利用广义似然比检验对行人处于站立相或摆动相的概率进行估计以及进行零... 针对微机电系统中惯性传感器漂移大、精度低导致室内行人定位精度不高的问题,本系统在惯性导航解算算法的基础上,提出基于广义似然比检验的零速检测算法。该方法是利用广义似然比检验对行人处于站立相或摆动相的概率进行估计以及进行零速更新,提高行人定位精度。基于本文提出的行人室内定位模型,搭建以惯性测量单元为核心的实验平台,评估本文算法的可行性。实验结果表明行人定位的动态误差为-1.814 1 m^1.451 6 m,置信度为97.61%。表明本文的行人室内定位系统满足实际定位的要求。 展开更多

关键词 行人室内定位 惯性导航解算算法 广义似然比检验 零速检测算法 惯性测量单元

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基于加强抗差自适应卡尔曼滤波的行人室内定位系统 被引量：2

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作者 张海 樊启高 +2 位作者 庄祥鹏 贾捷 张鹏松 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第10期106-109,共4页

针对惯性测量单元定位存在累积误差和野值干扰等问题。本文对原始信号进行预处理,利用融合滤波和零速更新算法来抑制速度和位姿的累积误差。在自适应卡尔曼(Kalman)的基础上提出加强抗差自适应卡尔曼滤波算法,削弱了量测野值对状态估计... 针对惯性测量单元定位存在累积误差和野值干扰等问题。本文对原始信号进行预处理,利用融合滤波和零速更新算法来抑制速度和位姿的累积误差。在自适应卡尔曼(Kalman)的基础上提出加强抗差自适应卡尔曼滤波算法,削弱了量测野值对状态估计的干扰,抑制滤波发散。实验结果表明:系统精度较高,实现了行人在封闭环境的较高精度定位。 展开更多

关键词 行人室内定位 惯性测量单元 加强抗差自适应卡尔曼滤波

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基于因子图优化和李群空间表征的室内行人协同导航 被引量：2

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作者 黎蕾蕾 王明曦 +3 位作者 卜继军 阳洪 谢长城 余平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第5期444-451,共8页

在室内环境中为行人提供导航和定位服务一直具有很高的挑战性。针对无基础设施的室内环境中行人编队导航问题,提出基于因子图优化和李群空间表征的室内行人协同导航方法,采用李群中二维特殊欧式群(SE(2))空间描述行人的运动状态,利用多... 在室内环境中为行人提供导航和定位服务一直具有很高的挑战性。针对无基础设施的室内环境中行人编队导航问题,提出基于因子图优化和李群空间表征的室内行人协同导航方法,采用李群中二维特殊欧式群(SE(2))空间描述行人的运动状态,利用多用户多历元PDR/UWB观测信息,通过非线性优化求解行人编队运动状态的最优估计。实验结果表明,相较于行人航位推算方法和基于EKF的协同导航方法,本文提出的协同导航方法平均定位误差分别减小了34.4%与10.4%,编队相对距离误差分别减小了76.2%与45.4%,能有效提高行人编队整体定位精度。 展开更多

关键词 协同导航 因子图 李群 室内行人定位

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基于自适应PDR补偿的UWB/MIMU组合行人定位算法 被引量：1

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作者 王伟 马晞茗 +2 位作者 王敬民 佘啸天 黄平 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2023年第6期100-108,共9页

为提高室内环境下行人的定位精度,针对超宽带(UWB)和微型惯性测量单元(MIMU)在行人室内定位中存在的定位不连续和定位误差累计问题,提出一种自适应行人航位推算(PDR)补偿的UWB/MIMU组合方案。首先提出一种多约束的PDR计步算法,降低了对... 为提高室内环境下行人的定位精度,针对超宽带(UWB)和微型惯性测量单元(MIMU)在行人室内定位中存在的定位不连续和定位误差累计问题,提出一种自适应行人航位推算(PDR)补偿的UWB/MIMU组合方案。首先提出一种多约束的PDR计步算法,降低了对阈值设置准确性的要求,消除了伪波峰和伪波谷对计步结果的影响;接着通过引入零速更新(ZUPT)和零角速率更新(ZARU)组合的方法对航向角误差进行修正;最后基于自适应滤波算法解算行人的位姿并进行了实验验证。结果表明,所提方案有效抑制了定位轨迹误差增大趋势,使得偏航角误差减少2°。 展开更多

关键词 行人室内定位 超宽带 零速检测与修正 卡尔曼滤波

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NLOS环境下基于粒子滤波的动态更新信道模型定位系统 被引量：4

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作者 张殿臣 魏国亮 +1 位作者 田昕 朱凯群 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2019年第12期2608-2613,共6页

本文利用粒子滤波(Particle Filter,PF)融合基于信号强度指示器(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位系统与惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的位置信息,进行室内行人的定位.首先,针对PF的粒子贫化问题,在重采... 本文利用粒子滤波(Particle Filter,PF)融合基于信号强度指示器(Received Signal Strength Indicator,RSSI)定位系统与惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的位置信息,进行室内行人的定位.首先,针对PF的粒子贫化问题,在重采样阶段,对部分粒子添加随机量,增加粒子多样性,避免陷入局部最优,减小定位误差.然后,利用改进的粒子滤波算法融合两种定位方式获得的位置信息,迭代更新路径损耗因子,得到非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)环境下的动态更新信道模型定位系统.通过仿真和实验证明了提出的定位系统可以有效缓解NLOS的影响,提升定位性能,实现在NLOS环境下的精确定位,且定位误差在2.2m以下. 展开更多

关键词 室内行人定位 粒子滤波 非视距 路径损耗因子

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