CN108072371B - 定位方法、定位装置和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种定位装置、定位方法和电子设备，该定位装置包括：获取单元，其用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；步长计算单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；步长校正单元，其根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；粒子滤波单元，其根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。根据本实施例，提高了定位结果的准确性。

Description

定位方法、定位装置和电子设备

技术领域

本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种定位方法、定位装置和电子设备。

背景技术

基于惯性传感器的定位装置具有成本低、体积小等优点，因而被广泛应用于室内定位中。

高精度的定位技术有利于推广基于位置的服务，从而为客户提供更好的服务质量，因此受到了广泛的研究。

惯性测量单元(IMU,inertial measurement unit)和环境传感器等检测元件能够获取与待定位物体的运动相关的检测信号，例如，待定位物体的加速度信号和/或角速度信号等，也能获得与待定位物体所处的环境相关的检测信号，例如，待定位物体所处的磁场的信号等。该检测元件例如可以是三轴加速度计、三轴磁传感器和/或三轴陀螺仪等，该检测元件通常可以由微机电系统(MEMS,micro-electro-mechanical system)等来实现，以降低成本。

图1是现有技术的定位装置的一个示意图，定位装置100可以基于惯性测量单元(IMU,inertial measurement unit)和环境传感器所获取的检测信号来进行定位。如图1所示，在定位装置100中，三轴加速度计101输出的加速度信息、三轴磁传感器102输出的磁检测信息、以及三轴陀螺仪103输出的角速度信息被输入到姿态融合计算单元104中，该姿态融合计算单元104基于姿态融合算法，根据加速度信息、磁检测信息、以及角速度信息计算出第k时刻待定位物体的航向角信息θ(k)。其中，姿态融合计算单元104所采用的姿态融合算法例如可以是互补滤波算法，或梯度下降算法等。

在图1中，步数检测器105可以根据三轴加速度计101输出的加速度信息来计算待定位物体的运动步数，步长计算单元106可以根据步长模型以及步数检测器105所输出的步数，计算第k时刻待定位物体运动的步长Sl(k)。

在图1中，滤波单元107可以根据航向角信息θ(k)和步长Sl(k)，基于粒子滤波模型，来计算得到待定位物体的位置信息。粒子滤波模型中所涉及到的粒子传播模型可以被表示为下式(1)和(2)：

x(k+1)＝x(k)+(Sl(k)+δl(k))cos(θ(k)+δθ(k)) (1)

y(k+1)＝y(k)+(Sl(k)+δl(k))sin(θ(k)+δθ(k)) (2)

在上式(1)、(2)中，δl(k)表示第k时刻步长的误差，δθ(k)表示第k时刻航向角的误差。

根据对图1的说明可知，步长Sl(k)是滤波单元107所使用的重要的输入参数，准确的步长能够有助于准确地确定待定位物体的位置信息，从而有效提高室内轨迹追踪性能的鲁棒性。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，在图1所示的现有的定位装置100中，存在如下问题：

1、现有的步长模型是利用实验数据训练出步长与步频的关系，或步长与加速度幅值的关系而得到，所以，现有的步长模型仅考虑步长与单一特征信息之间的关系，具有一定的局限性。

2、现有技术中，基于实验训练得到的步长模型随机性强，且受制于惯性测量单元(例如，MEMS三轴加速度计等)的测量精度和累积误差，以及步长计算模型的准确性等因素，使得基于步长模型计算出的步长在一定时间内存在较大误差，不能及时反映待定位物体的真实步长信息，进而影响定位结果的准确性。

本申请的实施例提供一种定位方法、定位装置和电子设备，能够根据粒子滤波模型中各粒子的位置，对步长进行校正，并根据校正后的步长进行定位，由此，能够实现对步长的自适应校正，从而提高定位结果的准确性。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种定位装置，用于确定待定位物体的当前位置的位置信息，该定位装置包括：

获取单元，其用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

步长计算单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

步长校正单元，其根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

粒子滤波单元，其根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

根据本实施例的第二方面，提供一种定位方法，该定位方法包括：

获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

根据本实施例的第三方面，提供一种电子设备，其包括实施例的第一方面的定位装置。

本申请的有益效果在于：能够提高步长的准确性，从而提高定位结果的准确性。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。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。在附图中：

图1是现有技术的定位装置的一个示意图；

图2是实施例1的定位装置的一个示意图；

图3是实施例1的步长计算单元的一个示意图；

图4是k时刻几何中心位置与加权中心位置关系的几种情况的示意图；

图5是实施例1的拟合方向的一个示意图；

图6是实施例2的定位方法的一个示意图；

图7是实施例2的计算待定位物体的粗步长的方法的一个示意图；

图8是实施例3的电子设备的一个构成示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

实施例1

本申请实施例1提供一种定位装置，该定位装置用于确定待定位物体的位置信息。

图2是实施例1的定位装置的一个示意图，如图2所示，定位装置200可以包括：获取单元201、步长计算单元202、步长校正单元203以及粒子滤波单元204。

在本实施例中，获取单元201用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；步长计算单元202根据该检测信号，计算该待定位物体的粗步长；步长校正单元203根据基于该粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对该粗步长进行校正处理，以得到该待定位物体的精步长；粒子滤波单元204根据该精步长以及该检测信号，采用粒子滤波模型，计算该待定位物体的位置。

通过本实施例，能够根据粒子滤波模型中各粒子的位置，对步长进行校正，并根据校正后的步长进行定位，由此，能够实现对步长的自适应校正，从而提高定位结果的准确性。

在本实施例中，获取单元201所获取的检测信号中可以包括与待定位物体的运动相关的信号，例如待定位物体的加速度信号和/或角速度信号等，并且，该检测信号中还可以包括与待定位物体所处的环境相关的信号，例如待定位物体所处的磁场的信号等。该检测信号可以来自于检测元件，该检测元件例如可以是惯性测量单元(IMU)和环境传感器等，其中，该惯性测量单元例如可以包括陀螺仪和/或加速度计等，该环境传感器例如可以包括磁力计等。在本实施例中，该惯性测量单元和环境传感器可以由微机电系统(MEMS)和/或传统的感测元件来实现。此外，该检测元件可以被设置于待定位物体上，由此，能够实时地生成与该待定位物体的运动和所处环境相关的该检测信号。

图3是本实施例的步长计算单元202的一个示意图。如图3所示，步长计算单元202可以包括提取子单元2021和计算子单元2022。

在本实施例中，提取子单元2021可以根据获取单元201所获取的检测信号，计算该待定位物体的运动的步频和加速度幅值等信息；计算子单元2022可以根据提取子单元2021所提取的步频、以及加速度幅值的最大值和最小值，计算待定位物体的粗步长。

在本实施例中，该提取子单元2021可以根据该检测信号中的加速度信号，来提取步频和加速度幅值等信息。关于该提取子单元2021的详细说明，可以参考现有技术，本实施例不再进行说明。

在本实施例中，计算子单元2022可以基于步频、以及加速度幅值的最大值和最小值，来计算待定位物体的粗步长，因此，在计算粗步长时，能够综合考虑步频和加速度幅值这二者，从而更准确地计算粗步长。

在本实施例中，待定位物体的加速度信号近似于正弦信号，可以用下式(3)表示：

其中，ω是正弦信号的角速度，单位是rad/s；t是时间，单位是s；a_max是加速度幅值的最大值，a_min是加速度幅值的最小值。

在本实施例中，计算子单元2022可以对上式(3)的加速度信号进行两次积分，即可得到待定位物体的粗步长，例如，可以基于下面的式(4)来计算得到该粗步长SL：

其中，T是加速度信号的周期，

也代表待定位物体运动时两步之间的时间间隔，单位是秒每步(s/step)；SF是步频，并且，

单位是赫兹(Hz)；K₁和K₂是待定的参数，可以通过实验来确定。

在本实施例中，计算子单元2022还可以基于下面的式(5)来计算得到该粗步长SL，其中，式(5)是对式(4)的改进：

SL＝K·SFⁿ·((a_max-a_min)+C₁)+C₂ (5)

其中，K、n、C₁、C₂均是待定的参数，可以通过实验来确定。

在本实施例中，计算子单元2022还可以根据其它的公式来计算该粗步长SL，本实施例并不限于上述的公式(4)或(5)。

在本实施例中，步长校正单元203可以根据粒子滤波模型中各粒子的位置，对粗步长进行校正处理，以生成精步长，其中，该校正处理可以是：使该精步长大于该粗步长、使该精步长等于该粗步长、或者使该精步长小于该粗步长。

在本实施例中，步长校正单元203可以计算粒子滤波模型中各粒子的加权中心位置值和几何中心位置值，来确定对粗步长进行哪种校正处理。

在本实施例中，粒子滤波模型中各粒子的位置可以基于步长计算单元202所计算出的粗步长SL来得到，例如，可以根据下式(6)的粒子传播模型，来计算第k时刻第i个粒子的位置

其中，SL_k是步长计算单元202所计算的第k时刻的粗步长；Δγ是步长误差，可以符合高斯分布，即，Δγ～N(0，ε₁ ²)，其中，ε₁的单位可以是米，例如，0≤ε₁≤1米，此外，Δγ也可以符合其它分布；θ_k是根据检测信号所计算出的第k时刻的航向角；Δθ是航向角误差，可以符合高斯分布，即，Δθ～N(0，ε₂ ²)，其中，

此外，Δθ也可以符合其它分布；i是自然数，i≤N，N是自然数，表示粒子滤波模型中粒子的总数量；

是第k-1时刻第i个粒子的位置。

在本实施例中，第k时刻各粒子的加权中心位置值LO1(x_1k，y_1k)中的x_1k可以用下式(7)-(9)来计算：

其中，

w1_i ^k-1分别是第i个粒子在第k时刻和第k-1时刻对应的权重；

是第i个粒子在位置为

下观测量为z_k的条件概率，该条件概率可以建模为式(9)的高斯模型，其中，σ是高斯分布的方差；观测量z_k可以是基于无线检测信号对该待定物体进行定位所得到的第k时刻的无线观测量，此外，观测量z_k不限于此，也可以将采用其他方式得到的位置信息作为该观测量z_k。

在本实施例中，可以采用与上式(7)-(9)类似的方式来计算加权中心位置值(x_1k，y_1k)中的y_1k。

在本实施例中，第k时刻各粒子的几何中心位置值LO2(x_2k，y_2k)可以用下式(10)来计算：

在本实施例中，步长校正单元203可以根据该待定位物体的运动方向是否已知，来进行不同的校正处理。

在本实施例中，在待定位物体的运动方向已知的情况下：

如果各粒子的几何中心位置值LO2与加权中心位置值LO1的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1，步长校准单元203进行使精步长等于粗步长的校正处理；

如果该欧氏距离D大于第一预定阈值R1，步长校准单元203进行使该精步长大于该粗步长、或小于该粗步长的校正处理。

其中，欧氏距离D可以使用下式(11)来计算：

在本实施例中，在待定位物体的运动方向已知，并且该欧氏距离D大于第一预定阈值R1的情况下，步长校正单元203可以根据该加权中心位置值在沿该运动方向的一维值X1与该几何中心位置值在沿该运动方向的一维值X2之间的关系，来进行校正处理，其中，该一维值X1和X2可以分别是加权中心位置值LO1和几何中心位置值LO2在该运动方向的投影值。

例如，在一维值X1大于一维值X2的情况下，步长校正单元203进行使该精步长大于该粗步长的校正处理，在一维值X1小于一维值X2的情况下，步长校正单元203进行使该精步长小于该粗步长的校正处理。

在本实施例中，可以基于对一维值X1和一维值X2的一次的比较结果，来进行相应的校正处理，也可以基于多次的比较结果，来进行相应的校正处理，例如，在当前的k时刻之前的第一预定时间段S1内，如果连续N1次检测到一维值X1大于一维值X2，步长校正单元203进行使精步长大于粗步长的校正处理，其中，N1是大于1的自然数，如果连续N2次检测到一维值X1小于一维值X2，步长校正单元203进行使精步长小于粗步长的校正处理，其中，N2是大于1的自然数。

图4是k时刻几何中心位置与加权中心位置关系的几种情况的示意图，如图4所示，A表示已知的待定位物体的运动方向，401表示粒子模型中各粒子的位置，402表示加权中心位置，403表示几何中心位置，404表示无线观测量对应的位置。

图4的情况(A)表示加权中心位置值在沿运动方向A的一维值X1大于几何中心位置值在沿运动方向A的一维值X2；图4的情况(B)表示加权中心位置值在沿运动方向A的一维值X1小于几何中心位置值在沿运动方向A的一维值X2。

在本实施例中，在待定位物体的运动方向未知的情况下：

步长校正单元203可以根据各粒子的加权中心位置值LO1在沿拟合方向的一维值X’1与各粒子的几何中心位置值LO2在沿该拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行校正处理。

例如，在一维值X’1与一维值X’2之间的差值小于第二预定阈值R2的情况下，步长校正单元203进行使精步长等于粗步长的校正处理；在当前时刻之前的第二预定时间段S2内，如果N3次检测到该一维值X’1与该一维值X’2之间的差值在增加，步长校正单元203进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N3为自然数，例如，N3可是1，或者，N3可以大于1并且该N3次为连续的N3次；在当前时刻之前的所述第二预定时间段S2内，如果N4次检测到该一维值X’1与该一维值X’2之间的差值在减小，该步长校正单元203进行使精步长小于粗步长的校正处理，其中，N4为自然数，例如，N4可是1，或者，N4可以大于1并且该N4次为连续的N4次。

在本实施例中，该拟合方向可以是通过对当前时刻之前的第二预定时间段S2内各时刻的各粒子的加权中心位置值LO1或各粒子的几何中心位置值LO2进行拟合而得到的方向。

图5是本实施例的拟合方向的一个示意图。如图5所示，501-504分别是k-3时刻、k-2时刻、k-1时刻、k时刻的各粒子的加权中心位置，505-508分别是k-3时刻、k-2时刻、k-1时刻、k时刻的各粒子的几何中心位置，可以对501-504进行拟合，以得到拟合方向A’。此外，也可以对505-508进行拟合，来确定拟合方向。

在本实施例中，粒子滤波单元204可以基于步长校正单元203所得到的精步长，以及获取单元201所获取的检测信号，来计算待定位物体的位置。例如，粒子滤波单元204可以将上式(6)中的粗步长SL_k替换为步长校正单元203所得到的精步长，重新构建粒子传播模型，并基于粒子传播模型来计算待定位物体的位置。其中，待定位物体在第k时刻的航向角θ_k可以根据该检测信号来计算得到。关于基于粒子传播模型来计算待定位物体的位置的具体方法，可以参考现有技术，本实施例不再进行说明。

通过本实施例，能够根据粒子滤波模型中各粒子的位置，对步长进行校正，并根据校正后的步长进行定位，由此，能够实现对步长的自适应校正，从而提高定位结果的准确性；此外，根据待定位物体的步频以及加速度幅值的最大值和最小值来初步确定步长，能够更为准确地对步长进行估计，从而提高定位结果的准确性。

实施例2

本申请实施例2提供一种定位方法，与实施例1的定位装置200相对应。

图6是本实施例的定位方法的一个示意图，如图6所示，该方法包括：

步骤601、获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

步骤602、根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

步骤603、根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

步骤604、根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

图7是计算待定位物体的粗步长的方法的一个示意图，用于实现步骤602。如图7所示，计算待定位物体的粗步长的步骤包括：

步骤701、根据所述检测信号，计算所述待定位物体的运动的步频和加速度幅值；以及

步骤702、根据所述步频、以及所述加速度幅值的最大值和最小值，计算所述待定位物体的所述粗步长。

关于图6和图7中各步骤的说明，可以参考实施例1中对各单元的说明，此处不再重复。

通过本实施例，能够根据粒子滤波模型中各粒子的位置，对步长进行校正，并根据校正后的步长进行定位，由此，能够实现对步长的自适应校正，从而提高定位结果的准确性；此外，根据待定位物体的步频以及加速度幅值的最大值和最小值来初步确定步长，能够更为准确地对步长进行估计，从而提高定位结果的准确性。

实施例3

本申请实施例3提供一种电子设备，所述电子设备包括：如实施例1所述的定位装置。

图8是本申请实施例3的电子设备的一个构成示意图。如图8所示，电子设备800可以包括：中央处理器(CPU)801和存储器802；存储器802耦合到中央处理器801。其中该存储器802可存储各种数据；此外还存储用于进行定位的程序，并且在中央处理器801的控制下执行该程序。

在一个实施方式中，定位装置中的功能可以被集成到中央处理器801中。

其中，中央处理器801可以被配置为：

获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为：

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的运动的步频和加速度幅值；以及

根据所述步频、以及所述加速度幅值的最大值和最小值，计算所述待定位物体的所述粗步长。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为：

根据所述各粒子的位置，进行使所述精步长大于所述粗步长、等于所述粗步长或小于所述粗步长的校正处理。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为，在所述待定位物体的运动方向已知的情况下：

在所述各粒子的几何中心位置值与所述各粒子的加权中心位置值的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长、或小于所述粗步长的校正处理。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为：

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，根据所述各粒子的加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2之间的关系，来进行所述校正处理。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为：

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理；

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为，在当前时刻之前的第一预定时间段内：

在连续N1次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N1是大于1的自然数；

在连续N2次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N2是大于1的自然数。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为，在所述待定位物体的运动方向未知的情况下：

根据所述各粒子的加权中心位置值在沿拟合方向的一维值X’1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行所述校正处理，其中，所述拟合方向是通过对当前时刻之前的第二预定时间段内各时刻的各粒子的加权中心位置值或各粒子的几何中心位置值进行拟合而得到的方向。

在本实施例中，中央处理器801还可以被配置为：

在所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值小于第二预定阈值的情况下，进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在当前时刻之前的第二预定时间段内，在N3次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在增加的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N3为自然数；

在当前时刻之前的所述第二预定时间段内，在N4次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在减小的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N4为自然数。

此外，如图8所示，电子设备800还可以包括：输入输出单元803和显示单元804等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，电子设备800也并不是必须要包括图8中所示的所有部件；此外，电子设备800还可以包括图8中没有示出的部件，可以参考现有技术。

本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在定位装置或电子设备中执行所述程序时，所述程序使得所述定位装置或电子设备执行实施例2所述的定位方法。

本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中，所述存储介质存储上述计算机可读程序，所述计算机可读程序使得定位装置或电子设备执行实施例2所述的定位方法。

结合本发明实施例描述的定位装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图2、3中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于实施例2所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。

软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若电子设备采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。

针对图2、3描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图2、3描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：

1、一种定位装置，该定位装置包括：

获取单元，其用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

步长计算单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

步长校正单元，其根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

粒子滤波单元，其根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

2、如附记1所述的定位装置，其中，所述步长计算单元包括：

提取子单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的运动的步频和加速度幅值；以及

计算子单元，其根据所述步频、以及所述加速度幅值的最大值和最小值，计算所述待定位物体的所述粗步长。

3、如附记1所述的定位装置，其中，

所述步长校正单元根据所述各粒子的位置，进行使所述精步长大于所述粗步长、等于所述粗步长或小于所述粗步长的校正处理。

4、如附记3所述的定位装置，其中，在所述待定位物体的运动方向已知的情况下，

在所述各粒子的几何中心位置值与所述各粒子的加权中心位置值的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长、或小于所述粗步长的校正处理。

5、如附记4所述的定位装置，其中，在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，

所述步长校正单元根据所述各粒子的加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2之间的关系，来进行所述校正处理。

6、如附记5所述的定位装置，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理；

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理。

7、如附记6所述的定位装置，其中，在当前时刻之前的第一预定时间段内，

在连续N1次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N1是大于1的自然数；

在连续N2次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N2是大于1的自然数。

8、如附记3所述的定位装置，其中，在所述待定位物体的运动方向未知的情况下，

所述步长校正单元根据所述各粒子的加权中心位置值在沿拟合方向的一维值X’1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行所述校正处理，

其中，所述拟合方向是通过对当前时刻之前的第二预定时间段内各时刻的各粒子的加权中心位置值或各粒子的几何中心位置值进行拟合而得到的方向。

9、如附记8所述的定位装置，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值小于第二预定阈值的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在当前时刻之前的第二预定时间段内，在N3次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在增加的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N3为自然数；

在当前时刻之前的所述第二预定时间段内，在N4次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在减小的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N4为自然数。

10、一种电子设备，包括附记1-9中任一项所述的定位装置。

11、一种定位方法，该定位方法包括：

获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置。

12、如附记11所述的定位方法，其中，根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长包括：

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的运动的步频和加速度幅值；以及

根据所述步频、以及所述加速度幅值的最大值和最小值，计算所述待定位物体的所述粗步长。

13、如附记11所述的定位方法，其中，对所述粗步长进行校正处理包括：

根据所述各粒子的位置，进行使所述精步长大于所述粗步长、等于所述粗步长或小于所述粗步长的校正处理。

14、如附记13所述的定位方法，其中，在所述待定位物体的运动方向已知的情况下，

在所述各粒子的几何中心位置值与所述各粒子的加权中心位置值的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长、或小于所述粗步长的所述校正处理。

15、如附记14所述的定位方法，其中，在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，

根据所述各粒子的加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2之间的关系，来进行所述校正处理。

16、如附记15所述的定位方法，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理；

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理。

17、如附记16所述的定位方法，其中，在当前时刻之前的第一预定时间段内，

在连续N1次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N1是大于1的自然数；

在连续N2次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N2是大于1的自然数。

18、如附记13所述的定位方法，其中，在所述待定位物体的运动方向未知的情况下，

根据所述各粒子的加权中心位置值在沿拟合方向的一维值X’1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行所述校正处理，

其中，所述拟合方向是通过对当前时刻之前的第二预定时间段内各时刻的各粒子的加权中心位置值或各粒子的几何中心位置值进行拟合而得到的方向。

19、如附记18所述的定位方法，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值小于第二预定阈值的情况下，进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在当前时刻之前的第二预定时间段内，在N3次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在增加的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N3为自然数；

在当前时刻之前的所述第二预定时间段内，在N4次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在减小的情况下，进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N4为自然数。

Claims (10)

1.一种定位装置，该定位装置包括：

获取单元，其用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

步长计算单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

步长校正单元，其根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

粒子滤波单元，其根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置；

其中，在所述待定位物体的运动方向已知的情况下，

在所述各粒子的几何中心位置值与所述各粒子的加权中心位置值的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长、或小于所述粗步长的校正处理。

2.如权利要求1所述的定位装置，其中，所述步长计算单元包括：

提取子单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的运动的步频和加速度幅值；以及

计算子单元，其根据所述步频、以及所述加速度幅值的最大值和最小值，计算所述待定位物体的所述粗步长。

3.如权利要求1所述的定位装置，其中，在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，

所述步长校正单元根据所述各粒子的加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2之间的关系，来进行所述校正处理。

4.如权利要求3所述的定位装置，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理；

在所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理。

5.如权利要求4所述的定位装置，其中，在当前时刻之前的第一预定时间段内，

在连续N1次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1大于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N1是大于1的自然数；

在连续N2次检测到所述加权中心位置值在沿所述运动方向的一维值X1小于所述几何中心位置值在沿所述运动方向的一维值X2的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N2是大于1的自然数。

6.一种定位装置，该定位装置包括：

获取单元，其用于获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

步长计算单元，其根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

步长校正单元，其根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

粒子滤波单元，其根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置；

其中，在所述待定位物体的运动方向未知的情况下，

所述步长校正单元根据所述各粒子的加权中心位置值在沿拟合方向的一维值X’1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行所述校正处理，

其中，所述拟合方向是通过对当前时刻之前的第二预定时间段内各时刻的各粒子的加权中心位置值或各粒子的几何中心位置值进行拟合而得到的方向。

7.如权利要求6所述的定位装置，其中，

在所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值小于第二预定阈值的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理；

在当前时刻之前的第二预定时间段内，在N3次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在增加的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长大于所述粗步长的校正处理，其中，N3为自然数；

在当前时刻之前的所述第二预定时间段内，在N4次检测到所述加权中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’1与所述几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值在减小的情况下，所述步长校正单元进行使所述精步长小于所述粗步长的校正处理，其中，N4为自然数。

8.一种电子设备，包括权利要求1-7中任一项所述的定位装置。

9.一种定位方法，该定位方法包括：

获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置；

其中，对所述粗步长进行校正处理，包括：

在所述待定位物体的运动方向已知的情况下，

在所述各粒子的几何中心位置值与所述各粒子的加权中心位置值的欧氏距离D小于或等于第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长等于所述粗步长的校正处理，

在所述欧氏距离D大于所述第一预定阈值R1的情况下，进行使所述精步长大于所述粗步长、或小于所述粗步长的校正处理。

10.一种定位方法，该定位方法包括：

获取与待定位物体的运动和所处环境相关的检测信号；

根据所述检测信号，计算所述待定位物体的粗步长；

根据基于所述粗步长所得到的粒子滤波模型中各粒子的位置，对所述粗步长进行校正处理，以得到所述待定位物体的精步长；以及

根据所述精步长以及所述检测信号，采用所述粒子滤波模型，计算所述待定位物体的位置；

其中，在所述待定位物体的运动方向未知的情况下，

根据所述各粒子的加权中心位置值在沿拟合方向的一维值X’1与所述各粒子的几何中心位置值在沿所述拟合方向的一维值X’2之间的差值的变化趋势，来进行所述校正处理，

其中，所述拟合方向是通过对当前时刻之前的第二预定时间段内各时刻的各粒子的加权中心位置值或各粒子的几何中心位置值进行拟合而得到的方向。

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