太赫兹科学与电子信息学报, 2017, 15 (3): 402, 网络出版: 2017-11-27   

一种基于改进 PDR与外部位置信息的融合定位算法

A fusion algorithm based on improved PDR and external position information
作者单位
信息工程大学信息系统工程学院, 河南郑州 450001
摘要
针对传统行人航位推算 (PDR)算法在手机倾斜程度较大时定位误差大且定位误差随步数累积的问题, 提出一种改进 PDR定位与外部位置信息融合的定位算法。算法首先估计手机姿态矩阵并利用姿态矩阵旋转加速度、角速度与磁感应强度的测量向量。再利用旋转后的加速度向量进行步伐探测、步频步长估计; 旋转后的角速度与磁感应强度向量进行方向角估计。最后根据 PDR定位结果与外部位置信息的误差特性, 通过比例积分 (PI)控制器进行融合定位并反馈调节步长模型参数。实验表明算法中传感器测量向量旋转、融合定位和步长模型参数反馈调整有效减小了算法的定位误差, 定位轨迹更接近于真实行进轨迹。
Abstract
A fused positioning algorithm based on improved Pedestrian Dead Reckoning(PDR) algorithm is proposed to solve the problem of poor positioning accuracy when smartphone leans to a large extent and the positioning errors accumulate with the steps increasing of traditional PDR algorithm. The attitude matrix is estimated and then applied to rotate measurement vector of different sensors. The rotated measurement vector is adopted to detect steps and estimate frequency, length and direction of steps. Considering the error characteristics of PDR algorithm and the external position information, a Proportional-Integral(PI) controller is applied to fuse PDR positioning results and external position information. The parameter of step length model is dynamically adjusted based on fused positioning results. Experiment results show high positioning accuracy and small difference between the estimated trajectory and the real trajectory of the fused algorithm.

鲁航, 巴斌, 王朋飞. 一种基于改进 PDR与外部位置信息的融合定位算法[J]. 太赫兹科学与电子信息学报, 2017, 15(3): 402. LU Hang, BA Bin, WANG Pengfei. A fusion algorithm based on improved PDR and external position information[J]. Journal of terahertz science and electronic information technology, 2017, 15(3): 402.

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