CN104165629A - 基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置。该方法包括：以起始点作为微机电系统MEMS传感器计算的坐标原点，使MEMS传感器沿室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，利用MEMS传感器输出室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；根据终止点的物理位置，以及终止点的测量坐标位置，对中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为室内路径上的坐标。本发明提供的技术方案，提高了中间点的定位准确度，以及获得了更高准确度的室内路径测量结果。

Description

基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置

技术领域

本发明涉及定位导航领域，特别涉及一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置。

背景技术

随着室内定位技术的发展，越来越多的应用基于室内定位的结果向用户提供服务。区别于室外GPS定位系统，由于在深度室内位置无法采集到GPS信号，无法基于GPS进行定位。于是，出现了其他定位技术。例如，基于微机电系统（Micro Electro Mechanical Systems,MEMS）设备的室内定位方案。

MEMS传感器可以为MEMS惯性传感器或者其它传感器，可以包含陀螺仪、加速度计、磁力计、压力计等组件，通过集成电路等集成到电子产品中。

以MEMS惯性传感器为例，其主要由陀螺仪和加速度计组成。陀螺仪和加速度计输出的结果是角速度和加速度经过时间积分而得到的。通过携带MEMS惯性传感器设备运动，利用运动的距离和方向来自动计算运动终点的当前位置，然后通过转换得到当前运动终点的GPS经纬度。

然而，由于MEMS惯性传感器设备在传感和计算环节都存在误差，尤其是低端MEMS惯性传感器。同时，随着时间的累计，惯性设备自身的随机误差即使经过补偿处理，仍然会逐步累积扩大，导致误差会随着时间、距离的增加而累计增大，从而影响了室内路径测量的准确度。

发明内容

根据本发明实施例的一个方面，所要解决的一个技术问题是：提供一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置，以获得更高准确度的室内路径测量结果。

本发明实施例提供的一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法，所述方法包括：

以室内路径的起始点作为微机电系统MEMS传感器计算的坐标原点，使所述MEMS传感器沿所述室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，利用所述MEMS传感器输出所述室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

根据所述终止点的物理位置，以及所述终止点的测量坐标位置，对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为所述室内路径上的坐标。

优选地，所述终止点为预先设定，所述终止点的物理位置为预先获得的所述终止点的经纬度（c1，c2）；或者

所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，以该位置点的GPS信号检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。

优选地，所述中间点为预先设定，或者所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。

优选地，所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置；

所述对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，具体包括：

对距离所述终止点最近的前一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后，所述方法还包括：

以距离所述终止点最近的一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

优选地，所述校准计算为线性转换校准计算，具体根据以下公式组计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

优选地，所述校准计算为角度转换校准计算，具体根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与所述坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与所述坐标原点之间连线为第二连线，θ为所述第一连线与第二连线的夹角。

优选地，所述校准计算为线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

根据所述公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。

本发明实施例提供的一种基于微机电系统传感器的室内路径测量装置，所述装置包括：

MEMS传感器，用于以室内路径的起始点作为MEMS传感器计算的坐标原点，沿所述室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，输出所述室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

校准计算单元，用于根据所述终止点的物理位置，以及所述终止点的测量坐标位置，对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为所述室内路径上的坐标。

优选地，所述终止点为预先设定，所述终止点的物理位置为预先获得的所述终止点的经纬度（c1，c2）；或者

所述装置还包括：

GPS探测模块，用于在所述终止点为在运动的过程中，探测GPS信号，当探测到GPS信号时，以该位置作为终止点，并以该位置点的GPS信号检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。

优选地，所述中间点为预先设定，或者所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。

优选地，所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置；所述装置还包括：

中间点位置缓存单元，用于存储多个中间点的测量坐标位置；

所述校准计算单元，具体用于：对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；

所述校准计算单元，在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后，还用于以距离所述终止点最近的一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

优选地，所述校准计算单元，使用线性转换校准计算，具体根据以下公式组计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

优选地，所述校准计算单元，使用角度转换校准计算，具体根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与所述坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与所述坐标原点之间连线为第二连线，θ为所述第一连线与第二连线的夹角。

优选地，所述校准计算单元，使用线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

根据所述公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。

基于本发明上述实施例提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置，利用终止点的物理位置，以及终止点的测量坐标位置，对测量室内路径上中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的更为精确的中间点测量坐标位置，作为室内路径上的坐标，从而提高了中间点的定位准确度，以及获得了更高准确度的室内路径测量结果。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法一种实施例的流程示意图；

图2示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法一种实施例的流程示意图；

图3示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法的路径示意图；

图4示出本发明所提供的方法实施例中的线性转换校准计算的坐标示意图；

图5示出本发明所提供的方法实施例中的角度转换校准计算的坐标示意图；

图6示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量装置一种实施例的结构示意图；

图7示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量装置一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

参见图1所示，图1示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法一种实施例的流程示意图。该实施例提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法，包括：

101，以室内路径的起始点作为MEMS传感器计算的坐标原点，使MEMS传感器沿室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，利用MEMS传感器输出室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

102，根据终止点的物理位置，以及终止点的测量坐标位置，对中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为室内路径上的坐标。

本发明上述实施例提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法中，利用终止点的物理位置，以及终止点的测量坐标位置，对测量室内路径上中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的更为精确的中间点测量坐标位置，作为室内路径上的坐标，从而提高了中间点的定位准确度，以及获得了更高准确度的室内路径测量结果。

终止点可以为预先设定的，从而能够预先获得终止点的物理位置，终止点的物理位置为预先获得的终止点的经纬度（c1，c2）。

另外，终止点也可以为在MEMS传感器运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，以该位置点的GPS信号的检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。当检测到GPS信号时，触发对中间点的测量坐标位置的校准计算操作。例如，室内路径的终止点可以是在室内的窗口或者门口处，在这些位置更能够监测到GPS信号。

中间点可以为预先设定，或者为MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。例如，MEMS传感器中包含陀螺仪，陀螺仪以T秒为时间间隔进行测量，使得MEMS传感器每隔T秒将输出当前运动所至位置的测量坐标位置，该位置即为中间点。MEMS传感器可以缓存中间点的测量坐标位置。

参见图2所示，图2示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法一种实施例的流程示意图。根据本发明方法实施例一种具体示例，终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且中间点为MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置。在图1实施例的102操作对中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作中，具体包括：

202，对距离终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后。该方法还包括：

203，以距离终止点最近的前一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

在上述实施例中，当检测到GPS信号时，触发对前一个中间点，即距离终止点最近的一个中间点的测量坐标位置的校准计算操作。在计算过程中，该检测到GPS信号的位置点作为当前计算的终止点。

据此，可以将室内路径视为多个小段路径，并依次在对之前通过MEMS传感器获得的中间点的测量坐标位置依次进行回溯校准，进一步减少了漂移误差。

参见图3所示，图3示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法的路径示意图。图3中实线为MEMS传感器运动的室内路径，该线上包含出发点（即起始点）、阶段终点（即终止点），以及该路径上的采集点。如背景技术中所描述的，该路径携带了累计误差。利用阶段终点的校准点（即终止点的物理位置），对中间点进行校准，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为室内路径上的坐标，从而获得如虚线所示的校准路线。

对于采用GPS信号获得终止点物理位置的方案，如前所描述的，室内路径的终止点可以是在室内的窗口或者门口处，如图3所示，在这些位置能够监测到GPS信号的。

参见图4所示，图4示出本发明所提供的方法实施例中的线性转换校准计算的坐标示意图。根据本发明方法实施例一种具体示例，校准计算为线性转换校准计算，具体根据以下公式组中的公式（1）（2）计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}---\left(1\right)$

$\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}---\left(2\right)$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

具体地，在图4中，A为起始点，M、B为MEMS传感器所测量获得的测量坐标位置，即（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。（c1，c2）为终止点的物理位置，可以是预先获得的经纬度值，也可以是在监测到GPS信号是所测量获得的经纬度值。利用上述公式（1）（2），计算获得线性转换校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2），即图3值N点的坐标位置。

线性校准的方法是平行逼近，如图所示BC两点的连线和MN两点的连线平行。C是校准点，N是校准后M的经纬度取值。

根据前面所描述的一种实施方式，MEMS传感器由作为起始点的A位置到终止点运动的过程中，自动计算该运动过程中间点的测量坐标位置。例如，每经过时间T计算当前位置的测量坐标位置作为中间点的测量坐标位置。M即为在时间T到来时进行测量的中间点。由于MEMS传感器的累计误差，通过本发明方法对M进行校准。由于在室内大部分时间内无法获得GPS信号，因此可以在采集到准确的GPS信号时（如C点）对最后一个行进路径上的B点进行校准，之后，还可以对之前的其它中间点一一进行回溯校准。

参见图5所示，图5示出本发明所提供的方法实施例中的角度转换校准计算的坐标示意图。根据本发明方法实施例一种具体示例，校准计算为角度转换校准计算，具体根据以下公式（3）计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$N^{\′}=({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与坐标原点之间连线为第二连线，θ为第一连线与第二连线的夹角。

下面具体描述获得公式（3）的计算过程。将AN’的大小近似为AM的大小，均表示为AM的长度r，第一连线与x轴的夹角为α，第二连线与x轴的夹角为B，θ为第一连线与第二连线的夹角，根据以下公式计算（n1’，n2’）：

n1’=rcos(α-θ)=rcosαcosθ+rsinαsinθ

=m1cosθ+m2sinaθ

n2’=rsin(α-θ)=rsinαcosθ–rcosαsinθ

=m2cosθ–m1sinθ

=–m1sinθ+m2cosθ

$N^{\′}=({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

在图5中，坐标原点A、M、B、C的含义与坐标位置与图4相同，根据上述公式，计算获得角度转换校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’），即图5值N’点的坐标位置。

根据本发明方法实施例一种具体示例，校准计算为线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

并且，具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

之后，根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。

在上述实施例中，对线性转换的结果N和角度转换的结果N’通过不同的权重值来获得进一步的优化校准结果。例如，当权值各种50％时，最后的校准结果N_final＝（N1，N2）=N*50%+N’*50%，即：

N1＝50%×n1＋50%×n1’；

N2＝50%×n2＋50%×n2’。

参见图6所示，图6示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量装置一种实施例的结构示意图。该实施例提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量装置包括：

MEMS传感器601，用于以室内路径的起始点作为MEMS传感器计算的坐标原点，沿室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，输出室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

校准计算单元602，用于根据终止点的物理位置，以及终止点的测量坐标位置，对中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为室内路径上的坐标。

其中，终止点为预先设定，终止点的物理位置为预先获得的终止点的经纬度（c1，c2）。

参见图7所示，图7示出本发明所提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量装置一种实施例的结构示意图。在另一种实施例中，该装置还可以包括：

GPS探测模块701，用于在终止点为在运动的过程中，探测GPS信号，当探测到GPS信号时，以该位置作为终止点，并以该位置点的GPS信号检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。

上述各实施例中的中间点为预先设定，或者中间点为MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。

根据本发明装置实施例一种具体示例，终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且在中间点为MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置。继续参见图7所示，该装置还包括：

中间点位置缓存单元702，用于存储多个中间点的测量坐标位置；

校准计算单元602，从中间点位置缓存单元702获取缓存的中间点测量坐标位置。校准计算单元602具体用于对距离终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后，还用于以距离终止点最近的前一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

根据本发明装置实施例一种具体示例，校准计算单元602使用线性转换校准计算，具体根据以下公式组计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

根据本发明装置实施例一种具体示例，校准计算单元602使用角度转换校准计算，具体根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与坐标原点之间连线为第二连线，θ为第一连线与第二连线的夹角。

根据本发明装置实施例一种具体示例，校准计算单元602使用线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

根据公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。

如图7所示，该装置还可以包括初始化单元，用于清空中间点位置缓存单元702，以及将起始点位置设置为原点坐标(0,0)，并和初始GPS经纬度绑定。该装置还可以包括结果输出单元，用于显示中间点校准后的坐标位置，或者校准后的室内路径图。

基于本发明上述实施例提供的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置可以结合GPS技术，根据首尾校准点，使用线性或者角度转换进行回溯校准，进一步减少了产品的漂移误差。将本发明提供的方案应用于实际的信号采集之后，误差均值从之前的0.5米减小到0.25米，精度是之前的2倍。本发明所提供的技术方案能够用于各种提供室内位置服务的产品和应用中，获得较高的定位准确度。

至此，已经详细描述了根据本发明的一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于基于微机电系统传感器的室内路径测量装置实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的基于微机电系统传感器的室内路径测量方法与装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (14)

1.一种基于微机电系统传感器的室内路径测量方法，其特征在于，所述方法包括：

以室内路径的起始点作为微机电系统MEMS传感器计算的坐标原点，使所述MEMS传感器沿所述室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，利用所述MEMS传感器输出所述室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

根据所述终止点的物理位置，以及所述终止点的测量坐标位置，对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为所述室内路径上的坐标。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终止点为预先设定，所述终止点的物理位置为预先获得的所述终止点的经纬度（c1，c2）；或者

所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，以该位置点的GPS信号检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述中间点为预先设定，或者所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置；

所述对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，具体包括：

对距离所述终止点最近的前一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后，所述方法还包括：

以距离所述终止点最近的一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述校准计算为线性转换校准计算，具体根据以下公式组计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

6.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述校准计算为角度转换校准计算，具体根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与所述坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与所述坐标原点之间连线为第二连线，θ为所述第一连线与第二连线的夹角。

7.根据权利要求1至4任意一项所述的方法，其特征在于，所述校准计算为线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

根据所述公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。

8.一种基于微机电系统传感器的室内路径测量装置，其特征在于，所述装置包括：

MEMS传感器，用于以室内路径的起始点作为MEMS传感器计算的坐标原点，沿所述室内路径由起始点向终止点运动，其中，在运动过程中，输出所述室内路径上中间点的测量坐标位置与终止点的测量坐标位置；

校准计算单元，用于根据所述终止点的物理位置，以及所述终止点的测量坐标位置，对所述中间点的测量坐标位置进行校准计算，获得校准后的中间点的测量坐标位置，作为所述室内路径上的坐标。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述终止点为预先设定，所述终止点的物理位置为预先获得的所述终止点的经纬度（c1，c2）；或者

所述装置还包括：

GPS探测模块，用于在所述终止点为在运动的过程中，探测GPS信号，当探测到GPS信号时，以该位置作为终止点，并以该位置点的GPS信号检测结果经纬度（c1，c2），作为终止点的物理位置。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述中间点为预先设定，或者所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的位置。

11.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述终止点为在运动的过程中，检测到GPS信号的位置点，并且所述中间点为所述MEMS传感器在预定的时间间隔运动所至的多个位置；所述装置还包括：

中间点位置缓存单元，用于存储多个中间点的测量坐标位置；

所述校准计算单元，具体用于：对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算；

所述校准计算单元，在获得校准后的中间点的测量坐标位置之后，还用于以距离所述终止点最近的一个中间点作为终止点，以校准后的中间点的测量坐标位置作为终止点的物理坐标，重新执行对距离所述终止点最近的一个中间点的测量坐标位置进行校准计算的操作。

12.根据权利要求8至11任意一项所述的装置，其特征在于，所述校准计算单元，使用线性转换校准计算，具体根据以下公式组计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置。

13.根据权利要求8至11任意一项所述的装置，其特征在于，所述校准计算单元，使用角度转换校准计算，具体根据以下公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

其中，（c1，c2）为终止点的物理位置，（m1，m2）为中间点的测量坐标位置，（b1，b2）为终止点的测量坐标位置，（b1，b2）与所述坐标原点之间连线为第一连线，（c1，c2）与所述坐标原点之间连线为第二连线，θ为所述第一连线与第二连线的夹角。

14.根据权利要求8至11任意一项所述的装置，其特征在于，所述校准计算单元，使用线性转换、角度转换校准计算，具体根据以下公式组计算第一中间点的测量坐标位置（n1，n2）：

$\frac{n1-m1}{m2-n2}=\frac{c1-b1}{b2-c2}$ 与 $\frac{c1}{c2}=\frac{n1}{n2}$

具体根据以下公式计算第二中间点的测量坐标位置（n1’，n2’）：

$({n_1}^{\′},{n_2}^{\′})=(m_1,m_2)\×\left[\begin{array}{cc}\cos \mathrm{\θ}& -\sin \mathrm{\θ}\\ \sin \mathrm{\θ}& \cos \mathrm{\θ}\end{array}\right]$

根据所述公式计算校准后的中间点的测量坐标位置（N1，N2）：

N1＝k1×n1＋k2×n1’；

N2＝k1×n2＋k2×n2’；或者N2＝k3×n2＋k4×n2’；

其中，k1、k2、k3、k4为预定的常数系数。