一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法和裝置與流程

2023-10-28 19:39:32 1

本發明涉及無線定位、上下文感知技術領域，尤其涉及一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法和裝置。

背景技術：

我國30多年的城市化進程催生了數以萬計的大型建築，例如大型購物中心、 會展中心、交通樞紐、停車場、候機樓、火車站等等。以購物中心為例，截止2015年底，全國已開業的購物中心超過6000家，以每年800家的速度增長，日均客流量超過 50萬人/次功能。而我國現有的大型室內停車場就超萬個，大中型會展中心超過2000 家，每年舉辦各種綜合、專項會展項目超過8000個，參展企業總數在1000萬家以上。這些大型場館規模龐大，內部布局複雜，公共安全管理問題突出，人們在裡面從事各項活動時往往容易迷失方向，難以定位自己並快速準確地找到目的地，存在較強的定位導航需求。此外，商場業主則為了增加收入，提高客戶體驗及客戶數量，往往需要從實時監測統計的場館內人員位置及駐足時間等數據中，挖掘獲取潛在的商業參考信息，用於構建基於位置的信息化管理、數據分析和產品廣告及銷售平臺，從而提升企業智能化經營水平，降低企業運營成本，提高經濟效益。

現有數量眾多的特殊人群對全時空定位跟蹤同樣提出了迫切需求。據統計，我國現有中小學生2.2億，空巢老人6200萬，煤礦工人150萬，應急救援人員50餘萬，監獄犯人164萬，對這些人群的安全管理不僅需要實現室內外全空間定位跟蹤，對移動空間定位覆蓋度要求較高，而且部分人群甚至需要24小時不間斷的定位跟蹤，對定位覆蓋度、定位實時性和功耗提出了挑戰。

在室外空曠環境，衛星定位系統（北鬥、GPS、格魯納斯）定位精度可達10米級左右，能滿足車輛導航等應用需求。然而，在室內大多數區域，由於建築物遮擋，定位設備不能接收到GPS衛星信號。技術人員嘗試各種室內定位技術，以滿足日益增長的室內定位應用需求。

當前，室內定位技術分為基於基礎設施和基於原有設備或無需基礎設施兩部分。基於基礎設施定位技術能夠達到很高的定位精度，有的定位系統甚至可以精確到釐米級別，主要包括超聲波（Ultrasound）、超帶寬（Ultra Wide Band，UWB）信號、紅外（Infrared）信號和無線射頻（Radio Frequency Identification，RFID）定位系統。然後他們基本上都需要部署額外的設備或者對原網絡進行相應改造，需要前期的信號通信測試，部署成本過高，而且對於現有手持設備也沒有很好的傳感器集成，難以實現大規模推廣。另一種基於Wi-Fi（802.11/g/n協議）室內定位技術得到快速普及和發展。一方面由於各類智能終端——手機、平板和筆記本已將Wi-Fi 作為標準配置；另一方面Wi-Fi技術已經發展多年，協議相對穩定、成熟和完善，並且是由標準委員會制定，不存在協議分類，具有統一標準；其次， Wi-Fi 具有高速通信、部署方便的特點，各大商場、寫字樓、圖書館等場所已經配置很多Wi-Fi設備，基本已經實現全時空覆蓋。基於以上優勢，在過去幾年，室內Wi-Fi定位的研究和應用得到了飛速發展。但由於Wi-Fi信號是基于波進行傳輸，其傳輸距離限制以及容易受到室內環境多徑效應的影響，並具有時變特性，在定位魯棒性和實時性方面仍然面臨很大挑戰。而在室內應急救援場景下，這些技術卻並不能很好的發揮作用。這是因為應急救援面對的場所往往均已經遭到了嚴重破壞，基站無線通訊均屬於癱瘓狀態；而計算機視覺技術、無線定位等技術需要預先在環境中配置地標或者無線節點，或者進行提前訓練，成本過高，且不適用於複雜多變的室內應急救援場景。

我們急需一種不需要前期布設基礎設施，同時又不需要大量訓練工作的定位方法以及一套行之有效可穿戴設備設計方案來滿足室內應急救援定位工作的特殊需要。

一種可行的技術方案是使用慣性測量技術。慣性測量技術是一種重要的導航技術，在古代就已被用於航海事業。該技術通過一個已知點位置，以及前進方向、速度、時間，就能夠算出當前的位置信息，從而對物體進行定位和導航。此方法無需任何額外的基礎設施或網絡環境，並且具有成本低、體積小、自主性強的優點。但現有的慣性測量技術在短距離定位上有較高的精度，但是具有累積誤差的缺點。如何不依賴於其他條件、消除慣性測量技術的累計誤差，是實現精準的室內定位的關鍵。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題就是提供一種不依賴於外部環境部署的基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法和裝置。

本發明採用如下技術方案：

一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法，其改進之處在於，所述的方法包括如下步驟：

（1）正反向地磁軌跡匹配

（11）在線採集和訓練指紋：

當用戶在執行任務的同時設備後臺自動在線採集地磁指紋，地磁指紋的位置和航跡推斷位置估計結果形成一種對應關係，在線採集的地磁指紋存儲在設備中，並用於校準後續的航跡推斷位置估計結果；

（12）根據正向地磁指紋生成反向地磁指紋，正向地磁指紋是指在線採集地磁指紋和用戶行走方向相一致；

（13）同時使用正向地磁指紋、反向地磁指紋和後續的在線採集的地磁指紋進行匹配，提高用戶出現在同一路徑的機率，一旦出現好的地磁指紋匹配，當前航跡推斷的位置將會被校準到用戶第一次出現在該位置時候航跡推斷的位置；

（2）三維地磁指紋：把載體坐標系下地磁傳感器讀出的具有姿態特徵的三維原始地磁數據映射到導航坐標系下統一的三維地磁指紋；

（3）反向地磁指紋：根據正向地磁軌跡生成反向地磁軌跡；

（4）基於室內外場景檢測的地磁校準觸發機制：利用室內外可見衛星數量的差異進行室內外場景的識別；由於建築物的遮擋，GPS模塊在室內能夠搜索到的衛星數量遠小於室外能夠搜索到的衛星數量；如果一段時間內的可見衛星數量的均值小於某個閾值認為用戶在室內；否則認為用戶在室外；

（5）基於FastDTW算法的室內地磁路徑匹配算法：

（51）採集地磁數據構建採樣樣本S={D，M，C}，其中D當前瞬時方向，M={magx，magy，magz}為導航坐標系下三維地磁指紋，C={X，Y}為當前坐標；

（52）採樣樣本加入樣本隊列構成正向地磁軌跡，如果正向地磁軌跡長度小於閾值則繼續採集數據；如果正向地磁軌跡長度大於閾值而且通過室內外檢測算法判定用戶在室內則觸發正向地磁軌跡校準算法；

（53）為了縮短校準間隔，採用增量式處理，觸發校準算法之後，刪掉正向地磁軌跡的最前面一段樣本序列，然後在正向地磁軌跡末尾加入新的採樣樣本構成新的正向地磁軌跡，當正向地磁軌跡長度達到閾值而且通過室內外檢測算法判定用戶在室內再次觸發地磁軌跡校準算法。

進一步的，在步驟（52）中，所述的閾值為440。

進一步的，步驟（53）中，地磁軌跡校準算法包括如下步驟：

（531）根據正向地磁軌跡生成反向地磁軌跡；

（532）如果是第一次觸發匹配，直接把正向地磁軌跡加入指紋庫，算法結束；否則執行（533）；

（533）分別把正、反向地磁軌跡與指紋庫進行DTW匹配，如果正、反向的DTW距離全都大於閾值，執行（534）；如果正向DTW距離小於閾值，執行（535）；如果反向DTW距離小於閾值，執行（536）；如果正、反向DTW距離全都小於閾值，正向DTW距離小於反向DTW距離，執行（535）；如果正、反向DTW距離全都小於閾值，正向DTW距離大於反向DTW距離，執行（536）；

（534）表示指紋庫中沒有與當前地磁軌跡相似的地磁軌跡，把當前正向地磁軌跡加入指紋庫的末尾，算法結束；

（535）指紋庫中存在與當前正向地磁軌跡相似的地磁軌跡，在這裡可得到一條待匹配地磁軌跡，我們需要對待匹配地磁軌跡進一步的處理，執行（537）；

（536）指紋庫中存在與當前反向地磁軌跡相似的地磁軌跡，在這裡可得到一條待匹配地磁軌跡，我們需要對待匹配地磁軌跡進一步的處理，執行（538）；

（537）如果待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡的長度之差大於閾值或者起點距離大於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡不是同一條地磁軌跡，把當前正向地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（531）；如果待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡的長度之差小於閾值和起點距離小於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡是同一條地磁軌跡，把用戶位置校準到待匹配地磁軌跡的終點位置，把待匹配地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（539）；

（538）如果待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡的長度之差大於閾值或者起點距離大於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡不是同一條地磁軌跡，執行（531）；如果待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡的長度之差小於閾值和起點距離小於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡是同一條地磁軌跡，把用戶位置校準到待匹配地磁軌跡的起點位置，根據待匹配地磁軌跡生成反向待匹配地磁軌跡，反向待匹配地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（5310）；

（539）如果待匹配地磁軌跡和當前正向地磁軌跡的最大直線長度大於閾值，則計算待匹配地磁軌跡和當前地磁軌跡的最大直線方向差，根據這個方向差更新用戶航向，否則不更新用戶航向；

（5310）如果待匹配地磁軌跡和當前反向地磁軌跡的最大直線長度大於閾值，則計算待匹配地磁軌跡和當前地磁軌跡的最大直線方向差，根據這個方向差更新用戶航向，否則不更新用戶航向。

一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準裝置，其改進之處在於：所述的裝置包括相互間通過無線網絡進行通信的可穿戴航跡推斷模塊和處理平臺，所述的可穿戴航跡推斷模塊包括數據處理模塊和與之電連接的加速度傳感器及陀螺儀傳感器，所述的處理平臺包括運算處理模塊和與之電連接的地磁傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器和氣壓傳感器；用戶的位置坐標經上述的運算處理模塊處理之後，在地圖上顯示用戶的位置信息。

進一步的，所述的無線網絡為低功耗藍牙。

進一步的，所述的可穿戴航跡推斷模塊為鞋載慣性傳感器。

進一步的，所述的處理平臺為智慧型手機。

本發明的有益效果在於：

本發明所公開的基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法和裝置，不需要前期訓練工作，使用成本低廉的慣性傳感器以及一些輔助的傳感器，利用室內不同路徑地磁序列的差異性來消除慣性測量技術的累計誤差，從而達到不依賴於外部環境部署以及在緊急情況下，人員的精確定位和導航。

附圖說明

圖1是室內不同路徑的地磁波形；

圖2是同一路徑不同時間的地磁波形；

圖3是室內同一路徑不同姿態採集的原始三維地磁軌跡；

圖4是室內同一路徑不同姿態採集的地磁指紋轉換之後的三維地磁軌跡；

圖5是室內同一路徑不同姿態採集的二維地磁軌跡；

圖6是本發明實施例1步驟（3）中正反向地磁採集路線；

圖7是實際採集的正向三維地磁軌跡A；

圖8是根據圖7正向軌跡A構建的反向三維地磁軌跡與實際採集的反向三維地磁軌跡相似性比較示意圖；

圖9是在同一條路徑上以不同速度行走時採集的地磁數據；

圖10是DTW算法的原理示意圖；

圖11是對本發明實施例1所公開的校準方法進行試驗的試驗區域平面示意圖；

圖12是本發明實施例1所公開的校準方法的試驗結果示意圖1；

圖13是本發明實施例1所公開的校準方法的試驗結果示意圖2；

圖14是本發明實施例1所公開的校準方法的試驗結果示意圖3；

圖15是本發明實施例1所公開的校準方法的定位累計誤差分布圖；

圖16是本發明實施例1所公開的校準裝置的組成框圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。

實施例1，本實施例公開了一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法，利用諸如地磁傳感器、加速度傳感器、氣壓傳感器、陀螺儀傳感器等輕量級傳感器，通過數據採集、分析、建模、驗證，挖掘出用戶在室內不同位置表現出來的不同特徵。

具體來說就是，地磁場會因為室內鋼筋水泥結構和電子設備影響而發生不同程度的變化。根據室內不同特徵準確修正用戶航跡。在廣闊的室外，由於磁體少，或者相互距離較遠，對地磁產生的作用較小，地磁場強度的變化不大，但是在室內，尤其是鋼筋混凝土結構建築，會對地磁場產生較大的幹擾，另外室內存在很多基礎設施（樓梯、電梯，支撐柱）以及特殊場所（廁所，水房，機房）都會影響地磁，不同的室內場景會有不同的磁場表現，不同位置也會有不同的磁場特徵。

圖1為室內各不相同的3條路徑的地磁波形，可以看出不同路徑的地磁波形各不相同，每條路徑具有多個波峰波谷，路徑特徵明顯，具有很好的穩定性和差異性。地磁場的穩定性和差異性正好可以用於室內定位。如圖2所示，同一路徑不同時間的地磁觀測值具有非常高的相似性，本實施例用在線採集的地磁指紋對後續航跡推斷位置進行校準。

基於以上內容，本實施例公開的基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準方法，包括如下步驟：

（1）正反向地磁軌跡匹配

（11）在線採集和訓練指紋：

對應緊急救援，目標環境內不太可能會有事先採集好的地磁指紋，對整個建築環境採集地磁指紋也是不現實的，畢竟工作量太大了。為了在不事先採集和訓練地磁指紋的前提下，利用地磁指紋的優勢校準航跡推斷位置，當用戶在執行任務的同時設備後臺自動在線採集地磁指紋，地磁指紋的位置和航跡推斷位置估計結果形成一種對應關係，在線採集的地磁指紋存儲在設備中，並用於校準後續的航跡推斷位置估計結果；

（12）根據正向地磁指紋生成反向地磁指紋，正向地磁指紋是指在線採集地磁指紋和用戶行走方向相一致；

（13）使用正向地磁軌跡校準只有當用戶（救援人員）再次沿著同一路徑（救援人員所行走的路徑中重複的部分，不需要太長）並按照同一方向行走時才可以獲得精確的位置校準。為了提高在線地磁指紋的校準機率，同時使用正向地磁指紋、反向地磁指紋和後續的在線採集的地磁指紋進行匹配，提高用戶出現在同一路徑的機率，一旦出現好的地磁指紋匹配，當前航跡推斷的位置將會被校準到用戶第一次出現在該位置時候航跡推斷的位置；使用第一次航跡推斷的位置估計作為校準位置是根據航跡推斷系統累計誤差越來越大，先前的位置估計比後續位置估計精確的事實。

（2）三維地磁指紋：

地磁傳感器測量出來的地磁數據是一個三維向量。為了有效利用地磁信息，本實施例構建三維地磁指紋來代替傳統的一維地磁幅值指紋。跟一維地磁幅值指紋相比，三維地磁指紋具有更高的空間解析度。三維地磁指紋可以判定到球面上具體的某個點，而一維幅值指紋僅僅可以判斷到球面。

為了消除設備姿態變化對三維地磁指紋的影響，把載體坐標系下地磁傳感器讀出的具有姿態特徵的三維原始地磁數據映射到導航坐標系下統一的三維地磁指紋；

從圖3和圖4可以看出相比原始三維地磁觀測(DTW 值=47595.5）本實施例構建的三維地磁軌跡具有更高的穩定性和相似性(DTW 值=11635.5）。

作為比較，本實施例通過把原始三維地磁觀測數據投影到水平面和重力方向來構建二維地磁軌跡。如圖5所示，同一路徑兩次採集的地磁指紋DTW相似度隨著地磁指紋的維度增加而增大，二維地磁指紋的空間解析度介於一維地磁幅值指紋和三維地磁指紋之間。

（3）反向地磁指紋：為了提高在線地磁指紋的校準機率，根據正向地磁軌跡生成反向地磁軌跡；按照圖6所示，由西向東採集正向三維地磁軌跡A，如圖7所示，根據正向三維地磁軌跡A構建反向三維地磁軌跡B，由東向西採集反向三維地磁軌跡C。如圖8所示，本實施例根據正向三維軌跡A構建的反向三維地磁軌跡B跟實際採集的三維地磁軌跡C非常相似，由此可用構建的反向三維地磁軌跡B代替實際採集的反向三維地磁軌跡C，大大減小採集量的同時也提高校準機率。類似地，二維地磁軌跡也滿足這種相似性。

（4）基於室內外場景檢測的地磁校準觸發機制：利用室內外可見衛星數量的差異進行室內外場景的識別；由於建築物的遮擋，GPS模塊在室內能夠搜索到的衛星數量遠小於室外能夠搜索到的衛星數量；如果一段時間內的可見衛星數量的均值小於某個閾值認為用戶在室內；否則認為用戶在室外；

GPGSV(GPS Satellites in View)，可見衛星信息，即當前GPS模塊能夠搜索到的所有衛星信息，它是NMEA-0183協議中兼容性比較廣的一種語句，設備的GPS模塊可以接收到這個信息。

利用GPGSV消息來計算當前可見的衛星數量，下面是GPS模塊在室內實際接收到的一條GPGSV消息：

$GPGSV,3,1,12,01,73,078,,03,08,084,,04,03,217,,07,20,192,*79

根據NEMA Reference Manual我們可知消息的第4個欄位指示了現在可見衛星數量為12，但在實際情況中，我們不能單純地使用這個值作為當前可見的衛星數量，因為從消息的第8、12、16、20看出這些衛星信號的SNR為空，也就代表著這些衛星實際上並沒有被追蹤到，而其餘的值只是GPS模塊上次獲取到衛星信息之後的緩存值。所以本實施例將GPGSV信息進行解析並獲取每個可見衛星信號的SNR，當SNR不為空且SNR>0的時候才認為該衛星可見，這樣便可以計算出當前可見衛星數量。

（5）基於FastDTW算法的室內地磁路徑匹配算法：

在地磁序列的匹配過程中，需要注意到在相同的採樣頻率下，行走速度的快慢會導致同一條路徑地磁樣本密度有很大區別。圖9為在同一條路徑上以不同速度行走採集的地磁數據。從圖中可以看出，若以地磁序列1為參考序列，則地磁序列2為地磁序列1的「拉伸」，而地磁序列3為地磁序列1的「壓縮」。

為了解決「壓縮」或「拉伸」問題，本實施例考慮了如今廣泛應用於聲音匹配、行為識別、信息檢索的 DTW（Dynamic Time Wrapping, 動態時間規整）算法。DTW 通過計算兩個時序序列中最佳的匹配點，獲取整個序列的最佳匹配距離（最佳匹配路徑）。如圖 10 所示，該算法基於動態規劃的思想，通過尋找兩個不同長度序列中最佳的對應採樣點來計算兩個序列的DTW距離。但是注意到當前建築物室內拓撲結構往往比較複雜，人行走的路徑條數多、長度不同，而DTW算法複雜度接近O(n2)，這會使計算開銷變大，在實時定位階段勢必會導致明顯定位延遲。為了解決這個問題，本實施例使用Stan Salvador和Philip Chan提出的FastDTW（Fast Dynamic Time Warping,快速動態時間歸準）算法通過減少搜索空間和數據抽象兩種方法對DTW算法進行改進，算法的時間複雜度為O(n)，可以有效的減少計算開銷。

（51）採集地磁數據構建採樣樣本S={D，M，C}，其中D當前瞬時方向，M={magx，magy，magz}為導航坐標系下三維地磁指紋，C={X，Y}為當前坐標；

（52）採樣樣本加入樣本隊列構成正向地磁軌跡，如果正向地磁軌跡長度小於閾值則繼續採集數據；如果正向地磁軌跡長度大於閾值而且通過室內外檢測算法判定用戶在室內則觸發正向地磁軌跡校準算法；

（53）為了縮短校準間隔，採用增量式處理，觸發校準算法之後，刪掉正向地磁軌跡的最前面一段樣本序列，然後在正向地磁軌跡末尾加入新的採樣樣本構成新的正向地磁軌跡，當正向地磁軌跡長度達到閾值而且通過室內外檢測算法判定用戶在室內再次觸發地磁軌跡校準算法。

在本實施例的步驟（52）中，所述的閾值為440。

在本實施例的步驟（53）中，地磁軌跡校準算法包括如下步驟：

（531）根據正向地磁軌跡生成反向地磁軌跡；

（532）如果是第一次觸發匹配，直接把正向地磁軌跡加入指紋庫，算法結束；否則執行（533）；

（533）分別把正、反向地磁軌跡與指紋庫進行DTW匹配，如果正、反向的DTW距離全都大於閾值，執行（534）；如果正向DTW距離小於閾值，執行（535）；如果反向DTW距離小於閾值，執行（536）；如果正、反向DTW距離全都小於閾值，正向DTW距離小於反向DTW距離，執行（535）；如果正、反向DTW距離全都小於閾值，正向DTW距離大於反向DTW距離，執行（536）；

（534）表示指紋庫中沒有與當前地磁軌跡相似的地磁軌跡，把當前正向地磁軌跡加入指紋庫的末尾，算法結束；

（535）指紋庫中存在與當前正向地磁軌跡相似的地磁軌跡，在這裡可得到一條待匹配地磁軌跡，我們需要對待匹配地磁軌跡進一步的處理，執行（537）；

（536）指紋庫中存在與當前反向地磁軌跡相似的地磁軌跡，在這裡可得到一條待匹配地磁軌跡，我們需要對待匹配地磁軌跡進一步的處理，執行（538）；

（537）如果待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡的長度之差大於閾值或者起點距離大於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡不是同一條地磁軌跡，把當前正向地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（531）；如果待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡的長度之差小於閾值和起點距離小於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前正向地磁軌跡是同一條地磁軌跡，把用戶位置校準到待匹配地磁軌跡的終點位置，把待匹配地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（539）；

（538）如果待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡的長度之差大於閾值或者起點距離大於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡不是同一條地磁軌跡，執行（531）；如果待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡的長度之差小於閾值和起點距離小於閾值，則認為待匹配地磁軌跡與當前反向地磁軌跡是同一條地磁軌跡，把用戶位置校準到待匹配地磁軌跡的起點位置，根據待匹配地磁軌跡生成反向待匹配地磁軌跡，反向待匹配地磁軌跡加入指紋庫的末尾，執行（5310）；

（539）如果待匹配地磁軌跡和當前正向地磁軌跡的最大直線長度大於閾值，則計算待匹配地磁軌跡和當前地磁軌跡的最大直線方向差，根據這個方向差更新用戶航向，否則不更新用戶航向；

（5310）如果待匹配地磁軌跡和當前反向地磁軌跡的最大直線長度大於閾值，則計算待匹配地磁軌跡和當前地磁軌跡的最大直線方向差，根據這個方向差更新用戶航向，否則不更新用戶航向。

在中國科學院計算技術研究所七樓如圖11所示室內區域（60米×40米），對本實施例所公開的校準方法進行大量試驗。隨機選取幾次試驗結果如圖12、13、14所示。測試過程中用戶從起點A出發嚴格沿著該路逕行走，到達B點之後原路返回到終點（起點）A，未校準的軌跡是通過二重積分得到的用戶位置估計，地磁校準之後的軌跡相比於未校準的軌跡定位精度有明顯的提高，星形點為地磁校準點。 通過大量測試得到定位累計誤差分布圖如圖15所示。圖中橫坐標為定位誤差，縱坐標為正確率。從定位累計誤差分布圖中可見，定位誤差在2米以內的準確率從67%提升到87%，校準之後精度提升效果明顯。

如圖16所示，本實施例還公開了一種基於室內地磁軌跡匹配的航跡推斷校準裝置，所述的裝置包括相互間通過無線網絡進行通信的可穿戴航跡推斷模塊和處理平臺，所述的可穿戴航跡推斷模塊包括數據處理模塊和與之電連接的加速度傳感器及陀螺儀傳感器，所述的處理平臺包括運算處理模塊和與之電連接的地磁傳感器、加速度傳感器、陀螺儀傳感器和氣壓傳感器；用戶的位置坐標經上述的運算處理模塊處理之後，在地圖上顯示用戶的位置信息。

在本實施例中，所述的無線網絡為低功耗藍牙（藍牙傳輸接口）。所述的可穿戴航跡推斷模塊為鞋載航跡推斷模塊，即鞋載慣性傳感器。所述的處理平臺為智慧型手機。