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智能手机室内定位体系规划面对的应战在哪?

磁异常随处可见。定向的不确定性是造成定位出错的主要原因。尽管使用磁力计可以避免定向过程中出现的ldquo;航向漂移rdquo;问题,但智能手机通常在一

磁反常随处可见。定向的不确定性是形成定位犯错的主要原因。虽然运用磁力计能够防止定向过程中呈现的“航向漂移”问题,但智能手机通常在一天中60%的时刻里都会呈现地磁反常。这使得智能手机室内定位体系面临着不小的应战,能克服这个应战吗?

多年来,选用行人航位核算(PDR)技能的室内定位体系受到了学术和商业范畴的广泛重视。现有的各种传感器解决方案通常是运用加速度计来核算步数,并运用磁力计和/或陀螺仪来丈量行走方向的改变。丈量准确率在跋涉间隔的0.5%到10%之间。但所有这些办法都要求用户从始至终坚持身体平衡,以保证移动感应设备的平稳,就如同行走的一起还要坚持一块蛋糕的平衡相同,也便是所谓的“蛋糕步”。

可是智能手机室内定位体系要能够让用户自在移动,且不管手机怎么放置都能供给合理的成果。通过开发传感器算法来进行室内定位是极为杂乱的,这在必定程度上是因为算法会受下列要素改变的影响,且跟着环境的实时改变,体系还必须一起兼顾到这些要素。

地磁反常随处可见。定向的不确定性是形成定位犯错的主要原因。虽然运用磁力计能够防止定向过程中呈现的“航向漂移”问题,但智能手机通常在一天中60%的时刻里都会呈现地磁反常。如图1所示,当平稳地拿着手机通过一根一般的电线杆时,能够看到,航向呈现摇摆,变得极不准确。而通过算法的精心设计,能够检测到这些反常并进行补偿,使定向愈加精准(如图中蓝线所示)。

Galaxy SIII Walking Past Electrical Pole:Galaxy SIII通过电线杆时的航向偏移

图1.当通过电磁搅扰源(如电线杆)时,一个一般缺省设置的安卓手机的定向功用会变得很差(红线)。在向同一台手机植入并装置Sensor  Platforms公司的FreeMotion Library后,定向功用变得准确(蓝线)。

Yaw (deg):航向偏移量(单位:度)

Time (sec):时刻(单位:秒)

智能手机中的消费级惯性传感器噪音大且不安稳。一些学术文章中将加速度计噪音到达1mg且陀螺仪偏置漂移到达每小时20度(与军工级传感器比较相距甚远)的惯性丈量单元(IMU)称为低质IMU.但是,即使智能手机中最好的传感器,也会发生比该值多一到两个数量级的噪音。因而,这种噪音累积会敏捷导致严峻的定位过错。在进步传感器硬件功能之前,需求引进一些算法来削减航位核算过错,例如运用PDR技能来核算步数。

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