终稿——室内组合定位技术在停车场应用过程探讨

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1、室内组合定位技术在停车场中的应用过程探讨王国芳白杰唐胜清（云南智云信息技术股份有限公司，昆明650034）摘要:针对大型停车场找车难的应用需求，结合目前室内导航定位技术现状，本文对组合定位算法流程做了详细介绍，设计了基于无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork,WLAN）和智能手机自包含传感器组合定位技术在停车场的应用实现过程，证明在不改变硬件的条件下，此方法是一种极易推广和普及的室内定位方法，为室内智能化导航定位提供了解决思路。关键词：WLAN；MEMS传感器；室内定位；规划导航路线；智慧停车；反向寻车1引言随着我国经济建设的发展，私家

2、车拥有量越来越多，对大型停车场的需求越来越大。然而由于大型停车场环境及标志物类似、方向不易辨别等原因，大规模地下停车场存在着地形复杂、车位难找、线路不清晰等问题，使得车主返回停车场时更加难以找到自己车辆停放的位置。如何才能“停车容易，找车不愁”成了众多车主迫切期盼之事。在已有的室内定位技术中，如红外线、超声波、蓝牙、RFID、UWB、WiFi、ZigBee、SLAM等室内定位技术[1]，大多数都需要额外的专用硬件设施，定位成本高，定位精度和覆盖范围受硬件条件的限制，不利于基于位置服务在室内环境的应用和推广。基于WLAN和接收信号强度（ReceivedSign

3、alStrength,RSS）的室内定位技术，无需其他专用设备，只需特定的定位软件，即可通过移动智能终端实现定位，成为室内定位的首选技术[2]。但大多数室内环境复杂，基于信号强度的定位，波动较大，不够稳定[3]，且位置指纹数据库维护困难，需要连续性和稳定性较好的定位技术来辅助。目前几乎每款新出的智能手机，不仅包含了GNSS定位功能，满足室外导航定位需求，还集成了各种自包含微机电系统（MicroElectroMechanicalSystem,MEMS）传感器，如加速度计、数字罗盘、陀螺仪和摄像头等。尽管智能手机自包含传感器其主要目的用于人机交互，实现一套完整的

4、行人无缝导航定位解决方案，无疑成为推动手机导航产业发展的一个重要刺激因素[4]。针对停车场“停车难，找车难”的应用需求和目前室内定位技术的局限性，本文提出基于WLAN和智能手机自包含传感器的室内组合定位解决大型停车场中“找车难”和相关兴趣点POI的“规划导航路线”问题。2组合定位算法介绍及定位实验结果2.1行走航迹推算行走航迹推算（PedestrianDeadReckoning,PDR）,即从一个已知的坐标位置开始，通过智能手机自包含传感器获取行人的该位置的运动方向、速度等数据来推算行人在下一刻出现的位置的过程。由于其定位过程基本不受环境的影响，能够随时随地

5、的提供连续的位置信息。P(,)假设行人的初始位置000，如图所示。S21P(,)2221P(,)S11100P(,)000图1、航迹推算原理图其下一个位置为P1(1,1),从P0到P1的这段时间内的航向为α0，步长为S0，则P0(0,0)P(,)与111这两点之间的关系可以表示为：Scos/(Rh)1000m（1）Ssin/[(Rh)cos]1000n0其中，Rm，Rn，h分别为子午圈曲率半径、卯酉圈曲率半径和高程。以此类推，Pk+1点与Pk点的关系为：kk1kSkcos

6、(k)/(Rmh)0i0Sicos()/(iRmh)（2）kk1kSksin(k)/[(Rnh)cosk]0i0Sisin()/[(iRnh)cosi]其中位移Sk可通过典型的步频-步长模型来估算，方向角αk可通过手机方向传感器直接SAf/B获取或通过陀螺仪两者组合并结合地图约束信息来得到。步频-步长模型为：kk，其f1/(tt)1/t中A，B为常系数，kkk1为走路的频率，tk-1、tk为相邻脚步的时间。考虑纬度、经度、航向、步长的噪声的影响，PDR算法计算公式改为：

7、(S)cos()/(Rh)k1k,kkSk,k,km（3）(S)sin()/[(Rh)cos()]k1k,kkSk,k,knk,k其中,k，,k，Sk,，,k分别为纬度、经度、步长和航向的噪声。由公式可知，行走航迹推算主要采用的是步数与步长来获取行人的相对位移，影响该算法定位精度的因素包括起始位置的精度、计步器的精度、航向角的精度以及步长的精度。2.2WLAN位置指纹定位算法WLAN位置指纹算法定位技术的工作流程主要分为离线数据采集和在线位置解算两个阶段[2]。在位置指纹

8、定位的在线阶段，主要进行移动用户的位置解算。WLAN