智能手機音頻信號與MEMS傳感器的緊耦合室內定位方法

作者：陳銳志,郭光毅,葉鋒,錢隆,徐詩豪,李正

摘要：基于智能手機內置的傳感器,開展了音頻信號和MEMS傳感器的緊組合室內定位研究。首先,將時頻分析技術用于音頻信號TOA估計,提出了一種基于短時傅里葉變換和優化互相關方法的兩步估計方法。之后,研究了一種基于音頻TDOA和行人航跡推算的緊組合定位算法,靜態測試的平均定位精度為0.238 m,相比最小二乘方法提高了38.66%。最后,針對動態定位中存在的問題,研究了一種基于預測狀態的多普勒效應補償和異步到達時間補償的方法,改正了TDOA估計中,由分時播發架構及行人動態移動引入的多普勒時間偏差和位置誤差。動態測試的平均定位精度和方差分別為0.513 m和0.104 m2,相比于未做修正補償的標準組合算法定位精度提高了27.64%,且測試的3款手機(華為Mate 20、OnePlus 6和Google Pixel 3)定位性能相當且無明顯差異。

發文機構：武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室

關鍵詞：室內定位智能手機音頻信號行人航跡推算多源融合indoor localizationsmartphoneacoustic signalpedestrian dead reckoningmulti-source fusion

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