CN107421535B

CN107421535B - 一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统

Info

Publication number: CN107421535B
Application number: CN201710364189.6A
Authority: CN
Inventors: 钱久超; 慕翔; 刘佩林; 徐昌庆; 王兆圣; 洪燕
Original assignee: Shanghai Jiaotong University
Current assignee: Shanghai Jiaotong University
Priority date: 2017-05-22
Filing date: 2017-05-22
Publication date: 2021-11-26
Anticipated expiration: 2037-05-22
Also published as: CN107421535A

Abstract

本发明涉及室内定位与导航技术领域，具体的来说是一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统,包括磁场及加速度传感器数据获取模块、加速度传感器计步模块、磁场投影模块、磁场数据库训练模块、惯性传感器与磁场融合模块、地磁匹配定位模块和输出模块。本发明通过磁场及加速度传感器数据获取模块获取磁场信息和加速度信息，利用加速度传感器计步模块、磁场投影模块、惯性传感器与磁场融合模块得出行人运动时的磁场强度序列，在地磁匹配定位模块与磁场数据库训练模块中的磁场数据匹配，得到定位结果，从而在不需要安装额外的信号发射设备的情况下就可实现定位。

Description

一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统

技术领域

本发明涉及室内定位与导航技术领域，具体的来说是一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统。

背景技术

随着全球导航卫星系统的快速发展，基于位置的服务越来越广泛地应用于各种室外环境中。近几年，室内定位在诸如紧急救援、医疗保健和商业信息指引等领域都有广泛需求，但由于全球导航卫星系的卫星信号在室内衰减严重甚至容易丢失，因此，室内定位无疑成了定位导航领域中的重要研究方向。

根据行人室内定位领域的现有各种研究中记载，主要是应用室内的设备产生的信号例如WiFi信号、手机基站信息、室内伪卫星信号等来实现室内定位，但是基于信号的定位方案会存在以下缺陷：

(1)现有的室内定位方案中，利用设备产生的信号进行室内定位，需要安装信号发射设备，这些设备会因为供电或一些其他外部因素停止工作，在关键的时刻和某些场所中会影响定位效果，从而造成不必要的损失；

(2)现有的室内定位方案中，获取定位信号所需的电子设备能耗比较高，且WiFi信号接收器、GPS信号接收器等信号接收器的功耗也较高，电子设备无法提供长时间的定位服务；

(3)现有的室内定位方案需在室内安装大量的设备，造成实现室内定位服务的成本上升，不利于市场推广。

为解决上述问题，在室内定位领域，当前的研究已经证明了室内环境中分布着从地磁南指向地磁北的地磁场，而且地磁在室内环境中的分布具有一定的规律，不会出现大幅度的变化，由此在理论上，利用地磁场实现室内的行人定位是可行的。

发明内容

针对当前的室内定位系统对外部辅助设备依赖严重的情况，本发明提出了一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位方法，以在不需要安装额外的信号发射设备的情况下，利用地磁场和加速度信息即可实现室内的行人定位。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，所述的室内行人定位系统包括磁场及加速度传感器数据获取模块、加速度传感器计步模块、磁场投影模块、磁场数据库训练模块、惯性传感器与磁场融合模块、地磁匹配定位模块和输出模块，其中：

所述的磁场及加速度传感器数据获取模块用以采集磁场数据和加速度数据；

所述的加速度传感器计步模块与磁场及加速度传感器数据获取模块相连，用以根据加速度数据获取行人的运动信息；

所述的磁场投影模块分别与加速度传感器计步模块、磁场及加速度传感器数据获取模块相连，用于根据加速度数据获取重力加速度方向，利用重力加速度对磁场数据进行投影，获取磁场在重力加速度反方向的磁场强度信息；

所述的惯性传感器与磁场融合模块分别与磁场投影模块、磁场及加速度传感器数据获取模块相连，用于将磁场在重力加速度反方向的磁场强度信息与行人的脚步信息相融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列；

所述的地磁匹配定位模块与惯性传感器与磁场融合模块和磁场数据库训练模块相连，用于读取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列，并将行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列信息与磁场数据库训练模块中的具有固定标签的磁场数据相匹配，得到最终的定位结果，并将定位结果发送到输出模块；

所述的输出模块与地磁匹配定位模块相连，用于接收地磁匹配定位模块的定位结果，输出行人的精确位置，供终端设备的应用使用。

进一步地，在所述地磁匹配定位模块中，获取到行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列后，先判断行人当前的位置是否处于一个路段的开始处。

进一步地，所述的地磁匹配定位模块包括行人每一步的地磁序列获取模块、行人位置判断模块、行人路段估计模块和行人精确位置估计模块，所述的行人位置判断模块分别与行人每一步的地磁序列获取模块、行人路段估计模块和行人精确位置估计模块相连，行人位置判断模块判别行人是否处于一个路段的开始处，如果是，将执行行人路段估计模块获取行人在下一个路段的信息，如果不是，将执行行人精确位置估计模块获取行人的精确位置。

进一步地，所述的行人路段估计模块分别与行人每一步的地磁序列获取模块和磁场数据训练模块相连，在行人进入定位区域之后，判断行人当前所处的路段，选取行人前N步的磁场数据，利用N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块中的磁场数据相匹配，对N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块中的磁场数据进行概率计算，将具有最大概率的路段作为行人当前所处的路段，并得到行人当前所处的路段编号。

进一步地，在匹配过程中，使用每一步获取的地磁序列信息磁场强度序列信息与磁场数据库训练模块中划分出来的每一步对应的地磁序列信息进行动态时间扭曲运算求取距离。

进一步地，在行人精确位置估计模块中，当行人精确位置估计模块获取了行人当前的路段编号之后，在该路段中匹配当前脚步获取的地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列信息进行概率计算，将最大的概率时的行人所处的位置输出至输出模块。

进一步地，所述的加速度传感器计步模块包括低通滤波器、加速度峰值检测模块、加速度均值运算模块、零速检测模块，所述的低通滤波器连接磁场及加速度传感器数据获取模块，用于获取加速度数据，并对加速度数据进行低通滤波，低通滤波器还分别连接加速度峰值检测模块和零速检测模块，

所述的零速检测模块用于检测加速度数据，来判断行人是否已经处于静止状态，并输出行人非静止状态时的开始和结束时间；

所述的加速度峰值检测模块获取低通滤波后的加速度数据，对加速度信息的峰值进行检测识别，获取行人每走一步的开始和结束的时间点；

加速度峰值检测模块连接加速度均值运算模块，用于获取低通滤波后的加速度数据，并根据加速度数据解算当前加速度方向，获取重力加速度方向。

进一步地，所述的惯性传感器与磁场融合模块分别与磁场投影模块和加速度传感器计步模块中的加速度峰值检测模块相连，磁场投影模块连接加速度传感器计步模块中的加速度均值运算模块，将从加速度均值运算模块中获取的重力加速度方向对从磁场及加速度传感器数据获取模块中获取的磁场数据进行投影，并将获取的磁场在重力加速度反方向的磁场的强度信息与行人的脚步信息在惯性传感器与磁场融合模块中融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列。

进一步地，所述的磁场及加速度传感器数据获取模块包括三轴磁力传感器、三轴加速度传感器和标定模块，所述的三轴磁力传感器、三轴加速度传感器分别连接标定模块，所述的三轴磁力传感器用于测量行人所处环境中的磁场数据，所述的三轴加速度传感器用于测量行人运动或静止时的加速度数据，所述的标定模块对三轴磁力传感器、三轴加速度传感器输出的磁场数据和加速度数据进行标定并输出。

进一步地，所述的磁场数据库训练模块包括磁场数据库存储磁场序列模块、标记磁场序列对应的位置时间信息模块，所述的磁场数据库存储磁场序列模块与磁场及加速度传感器数据获取模块和零速检测模块相连，通过零速检测模块提供的零速标识，在训练者运动时，采集三轴磁力传感器的磁场信息，在采集结束后，在标记磁场序列对应的位置时间信息模块中添加训练者的起始点和终止点的坐标，并添加训练者在训练过程中所花费的时间，将得到的每一条记录存储到磁场数据库中。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：

1、本发明通过磁场及加速度传感器数据获取模块获取磁场信息和加速度信息，利用加速度传感器计步模块、磁场投影模块、惯性传感器与磁场融合模块得出行人运动时的磁场强度序列，在地磁匹配定位模块与磁场数据库训练模块中的磁场数据匹配，得到定位结果，从而在不需要安装额外的信号发射设备的情况下就可实现定位；

2、地磁匹配定位模块在匹配计算过程中通过动态时间扭曲运算求取距离，再利用N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块中的磁场数据相匹配，进行概率计算，逐步缩小用户定位的范围，进一步将地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列信息进行概率计算，从而得出具体位置处，大大增加了定位系统的精确性；

3、在行人定位时仅需要使用磁场传感器、加速度传感器、惯性传感器，传感器数量少，定位过程中对终端设备的耗电量较低；

4、室内地磁数据库可以在使用过程中更新，使得整个定位过程能对室内环境的变化产生适应性。

附图说明

图1为本发明的结构原理图；

图2为本发明中磁场及加速度传感器数据获取模块的结构原理图；

图3为本发明中加速度传感器计步模块的结构原理图；

图4为本发明中惯性传感器与磁场融合模块的结构原理图；

图5为本发明中磁场匹配定位模块的结构原理图；

图6为本发明中磁场数据库训练模块的结构原理图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的技术方案进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用于方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明是利用地磁场的特性，通过磁场及加速度传感器数据获取模块获取磁场信息和加速度信息，利用加速度传感器计步模块、磁场投影模块、惯性传感器与磁场融合模块得出行人运动时的磁场强度序列，在地磁匹配定位模块与磁场数据库训练模块中的磁场数据匹配，得到定位结果，实现在不需要安装额外的信号发射设备的情况下即可实现室内的行人定位。现结合附图及具体实施例对本发明的具体内容进行说明。

参见图1，本发明为一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，室内行人定位系统包括磁场及加速度传感器数据获取模块100、加速度传感器计步模块101、磁场投影模块102、磁场数据库训练模块200、惯性传感器与磁场融合模块300、地磁匹配定位模块103和输出模块104，其中：

磁场及加速度传感器数据100获取模块用以采集磁场数据和加速度数据；

加速度传感器计步模块101与磁场及加速度传感器数据获取模块100相连，用以根据加速度数据获取行人的运动信息；

磁场投影模块102分别与加速度传感器计步模块101、磁场及加速度传感器数据获取模块100相连，用于根据加速度数据获取重力加速度方向，利用重力加速度对磁场数据进行投影，获取磁场在重力加速度反方向的磁场强度信息；

惯性传感器与磁场融合模块300分别与磁场投影模块102、磁场及加速度传感器数据获取模块100相连，用于将磁场在重力加速度反方向的磁场强度信息与行人的脚步信息相融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列；

地磁匹配定位模块103与惯性传感器与磁场融合模块300和磁场数据库训练模块200相连，用于读取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列，并将行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列信息与磁场数据库训练模块200中的具有固定标签的磁场数据相匹配，得到最终的定位结果，并将定位结果发送到输出模块104；

输出模块104与地磁匹配定位模块103相连，用于接收地磁匹配定位模块103的定位结果，输出行人的精确位置，供终端设备的应用使用。

现结合附图分别对磁场及加速度传感器数据获取模块100、加速度传感器计步模块101、磁场投影模块102、磁场数据库训练模块200、惯性传感器与磁场融合模块300、地磁匹配定位模块103和输出模块104和室内行人定位系统的工作原理和流程进行介绍：

磁场及加速度传感器数据获取模块包括三轴磁力传感器1002、三轴加速度传感器1001和标定模块1003，见图2，三轴磁力传感器1002、三轴加速度传感器1001分别连接标定模块1003，三轴磁力传感器1002用于测量行人所处环境中的磁场数据，三轴加速度传感器1001用于测量行人运动或静止时的加速度数据，标定模块1003对三轴磁力传感器1002、三轴加速度传感器1001输出的磁场数据和加速度数据进行标定并输出；举例来说，较为常见的，可使用智能手机自包含传感器中的三轴磁力传感器和三轴加速度传感器，用以测量行人所处环境中的磁场信息以及行人运动或静止时的加速度信息，标定模块则可使用智能手机的软件标定模块，用以输出标定过的三轴磁力数据和三轴加速度传感器数据。

加速度传感器计步模块101与磁场及加速度传感器数据获取模块100相连，用以根据加速度信息获取行人的运动信息，其中包括低通滤波器1011、加速度峰值检测模块1012、加速度均值运算模块1013、零速检测模块1014，低通滤波器1011，参见图3，低通滤波器1011连接磁场及加速度传感器数据获取模块100，用于获取加速度数据，并对加速度数据进行低通滤波，低通滤波器1011还分别连接加速度峰值检测模块1012和零速检测模块1014，

磁场及加速度传感器数据获取模块100与低通滤波器1011相连通过对获取的加速度传感器信息进行低通滤波，获取清晰可识别的加速度数据波形，加速度峰值检测模块1012与低通滤波器1011相连，获取低通滤波后的加速度数据，对加速度信息的峰值进行检测识别，获取行人每走一步的开始和结束的时间点。加速度均值运算模块1013与加速度峰值检测模块1012相连接，通过获取低通滤波后的加速度数据，根据行人行走时加速度传感器获取到的是在时间上具有规律性的波形，因此，可以根据获取到的加速度传感器信息将手机处于静止时的姿态向解算出来，也就能够获取手机重力加速度指向的方向。零速检测模块1014通过检测加速度传感器的加速度信息判断行人是否已经处于静止状态，并且可以输出行人非静止状态时的开始和结束时间。

惯性传感器与磁场融合模块200分别与磁场投影模块102和加速度传感器计步模块101中的加速度峰值检测模块1013相连，磁场投影模块102连接加速度传感器计步模块101中的加速度均值运算模块1013，根据加速度数据处理之后的信息获取到重力加速度方向，将从加速度均值运算模块中获取的重力加速度方向对从磁场及加速度传感器数据获取模块100中获取的磁场数据进行投影，获取磁场在重力加速度反方向的磁场的强度信息，并将获取的磁场在重力加速度反方向的磁场的强度信息与行人的脚步信息在惯性传感器与磁场融合模块200中融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列。磁场投影模块102与加速度传感器计步模块101及磁场及加速度传感器数据获取模块100相连，利用重力加速度对磁场传感器获取的数据进行投影，由此将地磁信息投影到重力加速度的反方向：

m_Z＝me(-g/|g|)

其中，e表示向量的内积，m_Z是世界坐标系中的Z轴的方向。

惯性传感器与磁场融合模块300将磁场投影模块102和加速度传感器计步模块101处理之后获取的磁场在重力加速度反方向的磁场的强度信息与行人的脚步信息相融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列，见图4。

由于传感器的配置不同，相应的传感器采样频率的要求不同。例如智能手机型号的不同，传感器的配置也就不一样，但是一般的智能手机中的传感器最大采样频率为50Hz，因此，为了获取更精确的要求磁场数据库建立的过程中三轴磁力传感器要有更高的采样频率，本发明中要求采集地磁数据库信息时用的三轴磁力传感器的采样频率应不小于100Hz。

磁场数据库训练模块300包括磁场数据库存储磁场序列模块3001与标记磁场序列对应的位置时间信息模块3002，参见图6，磁场数据库存储磁场序列模块3001与磁场及加速度传感器数据获取模块100和零速检测模块1014相连，通过零速检测模块1014提供的零速标识，在训练者运动时，采集三轴磁力传感器1002的磁场信息，在采集结束后，在标记磁场序列对应的位置时间信息模块中添加训练者的起始点和终止点的坐标，并添加训练者在训练过程中所花费的时间，将得到的每一条记录存储到磁场数据库中。具体地，运动过程中要求训练者的手机平放在手中而且屏幕始终向上，通过零速检测模块1014提供训练者的零速标识，当训练者运动时，则记录下训练者运动的这段时间中采集设备所采集到的三轴磁力传感器与手机屏幕朝向相同方向上的地磁信息，采集结束后，在标记磁场序列对应的位置时间信息模块3002中添加训练者的起始点和终止点的坐标，并添加训练者在训练过程中所花费的时间，得到每一条记录存储到磁场数据库中。

地磁匹配定位模块103读取行人每一步对应的磁场强度信息，并与磁场数据库训练模块200相连接，通过行人每一步对应的磁场强度信息与磁场数据库中的具有固定标签的磁场数据相匹配，得到最终的定位结果。

地磁匹配定位模块103中，首先要判断行人当前的位置是否处于一个路段的起始点，即先判断行人当前的位置是否处于一个路段的开始处，当行人处于一个路段的开始处，需要先判断行人当前所处的路段(区间)信息。在本发明中，选择用户在N步之内与数据库中的数据匹配得到的具有最大概率的区间作为用户当前的区间。地磁匹配定位模块103包括行人每一步的地磁序列获取模块1031、行人位置判断模块1034、行人路段估计模块1032和行人精确位置估计模块1033，行人位置判断模块1034分别与行人每一步的地磁序列获取模块1031、行人路段估计模块1032和行人精确位置估计模块1033相连，行人位置判断模块1034判别行人是否处于一个路段的开始处，如果是，将执行行人路段估计模块1032获取行人在下一个路段的信息，如果不是，将执行行人精确位置估计模块1033获取行人的精确位置，参见图5。

行人路段估计模块1032分别与行人每一步的地磁序列获取模块1031和磁场数据训练模块300相连，在行人进入定位区域之后，判断行人当前所处的路段，选取行人前N步的磁场数据，利用N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块300中的磁场数据相匹配，对N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块300中的磁场数据进行概率计算，将具有最大概率的路段作为行人当前所处的路段，并得到行人当前所处的路段编号。

在行人精确位置估计模块1033中，当行人精确位置估计模块1033获取了行人当前的路段编号之后，在该路段中匹配当前脚步获取的地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列信息进行概率计算，将最大的概率时的行人所处的位置输出至输出模块104。

在计算的过程中，由于行人行走的速度、步频等因素的影响，匹配过程中需要用到动态时间扭曲(DTW,dynamic time warping)算法，具体实施就是，使用每一步获取的地磁序列信息与数据库中划分出来的每一步对应的地磁序列信息进行动态时间扭曲求取距离的运算。

在获取距离之后，通过取e的距离的相反数的对数的方式，再进行归一化处理，求取行人行走过程中的地磁序列与数据库中地磁序列相似度的概率。

获取了行人在行走过程中每一步的地磁序列和数据库中对应的那一步的地磁序列相似度的概率，从而获取隐马尔可夫过程的状态转移概率。此时，利用维特比算法，计算获取的N步的地磁序列信息最匹配的地磁信号数据库中的记录。找到与N步过程中最匹配的地磁数据记录，从而得到用户当前所处的区间的编号。

在行人精确位置估计模块1033中，获取了行人当前的区间编号之后，可以缩小用户定位的范围，在区间内，通过匹配当前脚步获取的地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列进行计算匹配概率，在计算概率时，根据行人的位置不会存在突变的情况，可以简便的计算行人在此过程中与相邻位置之间的状态转移概率，此处l表示位置，由第i-1步到第i步之间的概率可以由下式表示：

其中D(l_i,l_j)是第i步与第j步之间的欧几里得距离，thrs表示两个脚步之间距离的阈值。由行人当前的位置与状态转移概率相结合，从而获取隐马尔可夫过程的发射概率，获取最大的概率后，可以向输出模块104输出用户当前所处的位置，输出模块104与行人精确位置估计模块1033相连，输出行人精确位置，供终端设备中需要定位的应用使用，例如地图等。

显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，其特征在于，所述的室内行人定位系统包括磁场及加速度传感器数据获取模块、加速度传感器计步模块、磁场投影模块、磁场数据库训练模块、惯性传感器与磁场融合模块、地磁匹配定位模块和输出模块，其中：

mz=me(-g/|g|)，其中，e表示向量的内积，mz是世界坐标系中的Z轴的方向；

所述的输出模块与地磁匹配定位模块相连，用于接收地磁匹配定位模块的定位结果，输出行人的精确位置，供终端设备的应用使用；

其中，在所述地磁匹配定位模块中，获取到行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列后，先判断行人当前的位置是否处于一个路段的开始处；

其中，所述的地磁匹配定位模块包括行人每一步的地磁序列获取模块、行人位置判断模块、行人路段估计模块和行人精确位置估计模块，所述的行人位置判断模块分别与行人每一步的地磁序列获取模块、行人路段估计模块和行人精确位置估计模块相连，行人位置判断模块判别行人是否处于一个路段的开始处，如果是，将执行行人路段估计模块获取行人在下一个路段的信息，如果不是，将执行行人精确位置估计模块获取行人的精确位置；其中，所述的行人路段估计模块分别与行人每一步的地磁序列获取模块和磁场数据训练模块相连，在行人进入定位区域之后，判断行人当前所处的路段，选取行人前N步的磁场数据，利用N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块中的磁场数据相匹配，对N步之内的磁场数据与磁场数据库训练模块中的磁场数据进行概率计算，将具有最大概率的路段作为行人当前所处的路段，并得到行人当前所处的路段编号；在行人精确位置估计模块中，当行人精确位置估计模块获取了行人当前的路段编号之后，在该路段中匹配当前脚步获取的地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列信息进行概率计算，将最大的概率时的行人所处的位置输出至输出模块；

其中，所述的磁场数据库训练模块包括磁场数据库存储磁场序列模块、标记磁场序列对应的位置时间信息模块，所述的磁场数据库存储磁场序列模块与磁场及加速度传感器数据获取模块和零速检测模块相连，通过零速检测模块提供的零速标识，在训练者运动时，采集三轴磁力传感器的磁场信息，在采集结束后，在标记磁场序列对应的位置时间信息模块中添加训练者的起始点和终止点的坐标，并添加训练者在训练过程中所花费的时间，将得到的每一条记录存储到磁场数据库中；

在匹配过程中，使用每一步获取的地磁序列信息磁场强度序列信息与磁场数据库训练模块中划分出来的每一步对应的地磁序列信息进行动态时间扭曲运算求取距离；

在获取距离之后，通过取e的距离的相反数的对数的方式，再进行归一化处理，求取行人行走过程中的地磁序列与数据库中地磁序列相似度的概率；

获取了行人在行走过程中每一步的地磁序列和数据库中对应的那一步的地磁序列相似度的概率，从而获取隐马尔可夫过程的状态转移概率；利用维特比算法，计算获取的N步的地磁序列信息最匹配的地磁信号数据库中的记录；找到与N步过程中最匹配的地磁数据记录，从而得到用户当前所处的区间的编号。

2.根据权利要求1所述的一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，其特征在于，在行人精确位置估计模块中，当行人精确位置估计模块获取了行人当前的路段编号之后，在该路段中匹配当前脚步获取的地磁序列信息，与已知的位置信息附近的地磁序列信息进行概率计算，将最大的概率时的行人所处的位置输出至输出模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，其特征在于，所述的加速度传感器计步模块包括低通滤波器、加速度峰值检测模块、加速度均值运算模块、零速检测模块，所述的低通滤波器连接磁场及加速度传感器数据获取模块，用于获取加速度数据，并对加速度数据进行低通滤波，低通滤波器还分别连接加速度峰值检测模块和零速检测模块，

4.根据权利要求1所述的一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，其特征在于，所述的惯性传感器与磁场融合模块分别与磁场投影模块和加速度传感器计步模块中的加速度峰值检测模块相连，磁场投影模块连接加速度传感器计步模块中的加速度均值运算模块，将从加速度均值运算模块中获取的重力加速度方向对从磁场及加速度传感器数据获取模块中获取的磁场数据进行投影，并将获取的磁场在重力加速度反方向的磁场的强度信息与行人的脚步信息在惯性传感器与磁场融合模块中融合，获取行人运动过程中每一步对应的磁场强度序列。

5.根据权利要求1所述的一种基于磁场特征和加速度信息计步的室内行人定位系统，其特征在于，所述的磁场及加速度传感器数据获取模块包括三轴磁力传感器、三轴加速度传感器和标定模块，所述的三轴磁力传感器、三轴加速度传感器分别连接标定模块，所述的三轴磁力传感器用于测量行人所处环境中的磁场数据，所述的三轴加速度传感器用于测量行人运动或静止时的加速度数据，所述的标定模块对三轴磁力传感器、三轴加速度传感器输出的磁场数据和加速度数据进行标定并输出。