基于人类活动识别辅助的行人航位推算定位方法

作     者：张琳 张冬雯 易卿武 黄璐 王新健 ZHANG Lin;ZHANG Dongwen;YI Qingwu;HUANG Lu;WANG Xinjian

作者机构：河北科技大学信息科学与工程学院河北石家庄050018 卫星导航系统与装备技术国家重点实验室河北石家庄050081 

出 版 物：《无线电工程》 (Radio Engineering)

年 卷 期：2022年第52卷第10期

页      面：1803-1812页

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家重点研发计划(2021YFB3900800) 

主　　题：行人航位推算 人类活动识别 卷积神经网络 智能手机 室内定位 深度学习 

摘      要：针对传统的行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)算法无法适应目标在不同运动状态下的可靠定位问题,设计并提出了一种基于深度学习进行人类活动识别(Human Activity Recognition,HAR)辅助PDR的定位方法。在离线阶段使用Wavelet-CNN深度学习网络对智能手机内置MEMS传感器数据进行预处理和训练,得到HAR模型。在线实时定位阶段,基于HAR模型识别目标不同运动状态并自适应地调整行人步数检测及步长估计算法。在智能手机上实现了基于HAR辅助的PDR算法,并在试验环境下开展了大量的测试验证。实验结果表明,提出的基于深度学习进行HAR辅助PDR的定位方法能够准确识别多种复杂的人类运动状态,识别精度高达99.50%。同时,较先进PDR步数识别算法准确率提高了10.94%,最大定位误差降低约16.2%,验证了所提算法的有效性。