【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于室内行人定位，具体涉及一种姿态免疫的行人双磁测速方法及装置，可用于实现行人在城市及室内等磁场特征丰富场景下行人的实时、自主、准确测速。
技术介绍
1、经过多年发展，北斗卫星导航系统已成为稳定、可靠的定位解决方案，但北斗信号难以穿透建筑物，依赖北斗无法实现室内连续、有效的定位和测速。在卫星信号拒止环境下，行人航位推算（pedestrian dead reckoning，pdr）技术是目前室内场景下主流的定位手段，其原理是通过对惯性传感器提供的角速度和加速度测量值进行积分来推算行人的位置和姿态，但受限于惯性传感器固有的漂移误差影响，无法有效保证积分得到位置和姿态的准确性。因此，高精度和强鲁棒性的里程计测速信息对pdr系统至关重要，它不仅能够提升对行人位置和姿态估计的准确度，还能在卫星信号无法覆盖的室内环境中，确保持续且稳定的定位能力，这对于满足当前及未来室内行人定位的需求具有极其重要的意义。
2、针对当前行人测速方法来看，双磁里程计测速是潜在的可行测速方法。目前双磁里程计测速的关键环节包括：数据预处理和波形匹配。现有的方法在机器人小车前后平台上分别安装磁强计，对两个磁强计采集的磁场测量值进行低通滤波、分帧和归一化等预处理操作，然后使用波形匹配对预处理后的测量值进行匹配，求得前后磁强计经过同一位置的时间差，进一步求得载体速度。在数据预处理阶段，目前的双磁里程计测速方法未考虑载体的姿态的变化对匹配测速的影响，而行人在行走过程中姿态会实时改变，这使得该双磁里程计测速方法在行人速度方面不适用。
3、在匹
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种姿态免疫的行人双磁测速方法及装置，利用静止姿态投影技术，解决前后磁强计安装差异和行人姿态不断变化的问题，同时通过求解梯度消除前后磁强计零偏对速度估计的影响，提出双窗口加权动态时间规整算法（双窗口加权dtw），不仅能增强对磁场变化趋势的提取能力，而且能动态调整磁场强度与变化趋势在代价函数中的贡献程度，同时能减小待匹配序列不一致和磁场梯度短暂消失对匹配结果的影响，提高匹配速度和匹配精度。
2、为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种姿态免疫的行人双磁测速方法，包括：
4、步骤1、采集imu数据，包括前后磁强计三轴磁场数据，以及三轴加速度计和三轴陀螺仪数据；
5、步骤2、基于静止姿态投影法将前后磁强计三轴磁场数据投影到由初始静止状态确定的导航坐标系中消除姿态影响；
6、步骤3、基于消除姿态影响后的前后磁强计三轴磁场数据，分别求取各轴磁场强度梯度作为待匹配序列；
7、步骤4、基于双窗口加权动态时间规整算法对前后磁强计投影至初始静止状态确定的导航坐标系中的z轴磁场强度梯度序列进行波形匹配；
8、步骤5、利用波形匹配结果计算前后磁强计通过同一位置的时间差，结合前后磁强计固定的基线长度，计算行人运动速度。
9、另一方面，本专利技术提供一种姿态免疫的行人双磁测速装置，包括：
10、imu数据获取单元，用于采集imu数据，包括前后磁强计三轴磁场数据，以及三轴加速度计和三轴陀螺仪数据；
11、姿态消除单元，用于基于静止姿态投影法将前后磁强计三轴磁场数据投影到由初始静止状态确定的导航坐标系中消除姿态影响；
12、待匹配序列获取单元，用于基于消除姿态影响后的前后磁强计三轴磁场数据，分别求取各轴磁场强度梯度作为待匹配序列；
13、波形匹配单元，用于基于双窗口加权动态时间规整算法对前后磁强计投影至初始静止状态确定的导航坐标系中的z轴磁场强度梯度序列进行波形匹配；
14、运动速度获取单元，用于利用波形匹配结果计算前后磁强计通过同一位置的时间差，结合前后磁强计固定的基线长度，计算行人运动速度。
15、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；其中，当一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行使，使得所述一个或多个处理器实现前述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法。
16、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，其上存储有可执行指令，该指令被处理器执行时能够使处理器实现前述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法。
17、本专利技术的有益效果在于：
18、本专利技术利用静止姿态投影法，消除了行人姿态变化，磁强计零偏以及磁强计安装不一致的问题；
19、本专利技术采用双窗口加权动态时间规整法，不仅能提高对磁场变化趋势的捕捉能力；而且还能通过调节权重值，调节磁场强度和变化趋势在代价函数中的贡献程度，提升匹配测速效果；同时在时间窗口内匹配待匹配波形，不仅能够提高匹配速度，而且还能抵御梯度暂时消失的现象。
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1.一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤2包括：
3.根据权利要求2所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤2.1包括：设在初始静止状态下，横滚角为，俯仰角为，航向角为，在初始静止状态下的旋转矩阵为：
4.根据权利要求2所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤2.2包括：设行人行走过程中前后两个磁强计采集到的三轴磁场矢量分别为：
5.根据权利要求1所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤4包括：
6.根据权利要求5所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤4.1包括：利用第a采样点前后第w个采样点的数据共同确定第a采样点的磁场强度变化趋势：
7.根据权利要求5所述的一种姿态免疫的行人双磁测速方法，其特征在于，所述步骤4.2包括定义两个采样点a ，b之间的成本如下：
8.一种姿态免疫的行人双磁测速装置，其特征在于，包括：
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