多年來，采用行人航位推算（PDR）技術的室內定位係統受到了學術和商業領域的廣泛關注。現有的各種傳感器解決方案通常是使用加速度計來計算步數
，並使用磁力計和/或陀螺儀來測量行走方向的變化。測量準確率在行進距離的0.5%到10%之(zhi)間(jian)。但(dan)所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)方(fang)法(fa)都(dou)要(yao)求(qiu)用(yong)戶(hu)從(cong)始(shi)至(zhi)終(zhong)保(bao)持(chi)身(shen)體(ti)平(ping)衡(heng)，以(yi)確(que)保(bao)移(yi)動(dong)感(gan)應(ying)設(she)備(bei)的(de)平(ping)穩(wen)
，就(jiu)如(ru)同(tong)行(xing)走(zou)的(de)同(tong)時(shi)還(hai)要(yao)保(bao)持(chi)一(yi)塊(kuai)蛋(dan)糕(gao)的(de)平(ping)衡(heng)一(yi)樣(yang)
，也(ye)就(jiu)是(shi)所(suo)謂(wei)的(de)“蛋糕步”。

但(dan)是(shi)智(zhi)能(neng)手(shou)機(ji)的(de)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)係(xi)統(tong)要(yao)能(neng)夠(gou)讓(rang)用(yong)戶(hu)自(zi)由(you)移(yi)動(dong)，且(qie)無(wu)論(lun)手(shou)機(ji)如(ru)何(he)放(fang)置(zhi)都(dou)能(neng)提(ti)供(gong)合(he)理(li)的(de)結(jie)果(guo)。通(tong)過(guo)開(kai)發(fa)傳(chuan)感(gan)器(qi)算(suan)法(fa)來(lai)進(jin)行(xing)室(shi)內(nei)定(ding)位(wei)是(shi)極(ji)為(wei)複(fu)雜(za)的(de)
，這(zhe)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)是(shi)因(yin)為(wei)算(suan)法(fa)會(hui)受(shou)下(xia)列(lie)因(yin)素(su)變(bian)化(hua)的(de)影(ying)響(xiang)，且(qie)隨(sui)著(zhe)環(huan)境(jing)的(de)實(shi)時(shi)變(bian)化(hua)，係(xi)統(tong)還(hai)必(bi)須(xu)同(tong)時(shi)兼(jian)顧(gu)到(dao)這(zhe)些(xie)因(yin)素(su)。

地磁異常隨處可見。定向的不確定性是造成定位出錯的主要原因。盡管使用磁力計可以避免定向過程中出現的“航向漂移”問題，但智能手機通常在一天中60%的時間裏都會出現地磁異常。如圖1suoshi
，dangpingwendinazheshoujijingguoyigenputongdedianxianganshi，keyikandao
，hangxiangchuxianbaidong，biandejibuzhunque。ertongguosuanfadejingxinsheji
，keyijiancedaozhexieyichangbingjinxingmibu，shidingxianggengjiajingzhun（如圖中藍線所示）。

Galaxy SIII Walking Past Electrical Pole：Galaxy SIII經過電線杆時的航向偏移

圖1.當經過電磁幹擾源（如電線杆）時，一個普通缺省設置的安卓手機的定向功能會變得很差（紅線）。在向同一台手機植入並安裝Sensor Platforms公司的FreeMotion Library後，定向功能變得精確（藍線）。

　　Yaw （deg）：航向偏移量（單位：度）

　　Time （sec）：時間（單位：秒）

智能手機中的消費級慣性傳感器噪音大且不穩定。一些學術文章中將加速度計噪音達到1mg且陀螺儀偏置漂移達到每小時20度（與軍工級傳感器相比相距甚遠）的慣性測量單元（IMU）稱為低質IMU.然ran而er，即ji便bian智zhi能neng手shou機ji中zhong最zui好hao的de傳chuan感gan器qi，也ye會hui產chan生sheng比bi該gai值zhi多duo一yi到dao兩liang個ge數shu量liang級ji的de噪zao音yin。因yin此ci

，這zhe種zhong噪zao音yin累lei積ji會hui迅xun速su導dao致zhi嚴yan重zhong的de定ding位wei錯cuo誤wu。在zai提ti高gao傳chuan感gan器qi硬ying件jian性xing能neng之zhi前qian，需xu要yao引yin入ru一yi些xie算suan法fa來lai減jian少shao航hang位wei推tui算suan錯cuo誤wu
，例li如ru運yun用yongPDR技術來計算步數。
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不同的攜帶模式需要不同的算法。PDRjishunenggoutongguojiancebushulaijianshaojichengcuowu。raner，jinshiyongshouzaikongzhongjiandandeyaohuangshoujiyetongyanghuichanshengleisiyuxingzoudeyundong。zheyiwentizaiyiwangyijingdedaojiejue
，liru，duidiyixiangyingzhelaishuo，keyijiangchuanganqimokuaibangdingzaiyifuhuoxiezishangdetedingweizhi，zheyangjiukeyibimiangaiwentibingtigongkekaodejieguo。

然ran而er，這zhe一yi方fang案an並bing不bu適shi用yong於yu智zhi能neng手shou機ji平ping台tai。因yin為wei人ren們men通tong常chang不bu會hui把ba手shou機ji放fang在zai鞋xie子zi裏li，當dang然ran也ye不bu會hui像xiang拿na蛋dan糕gao一yi樣yang小xiao心xin翼yi翼yi地di攜xie帶dai手shou機ji
，相xiang反fan，在zai人ren們men行xing走zou的de過guo程cheng中zhong，手shou機ji可ke能neng會hui放fang置zhi在zai任ren何he地di方fang：口袋裏
、耳邊
、錢包裏或直接拿在手上。因此，無論手機放置在哪裏，智能手機的PDR功能必須能夠跟蹤定位用戶的位置。

圖2展示了人們在行走時
，手機在三種不同的攜帶方式下傳感器信號的差異，這三種攜帶方式分別是：放在口袋裏
、握在手裏正麵朝上（看著屏幕）和握在手裏側麵朝上。盡管信號具有相似的特性，然而信號幅度
、本底噪聲、總(zong)機(ji)械(xie)能(neng)甚(shen)至(zhi)曲(qu)線(xian)本(ben)身(shen)的(de)形(xing)狀(zhuang)都(dou)會(hui)隨(sui)傳(chuan)感(gan)器(qi)位(wei)置(zhi)的(de)變(bian)化(hua)而(er)不(bu)同(tong)。而(er)經(jing)過(guo)精(jing)心(xin)設(she)計(ji)的(de)環(huan)境(jing)感(gan)知(zhi)算(suan)法(fa)可(ke)以(yi)可(ke)靠(kao)地(di)區(qu)分(fen)用(yong)戶(hu)是(shi)將(jiang)手(shou)機(ji)放(fang)在(zai)口(kou)袋(dai)裏(li)
、握在手裏正麵朝上、wozaishoulicemianchaoshanghuoshicongyigeweizhihuandaolingyigeweizhi。zheleisuanfayunyongchuanganqishujudeduogefangmianlaigoujianduizhoubianhuanjingdeyizhirenzhi
，zhangwoshoujisuochudeweizhihou，jiukeyishishidishiyongzhengquedePDR算法。

圖2.行走時的加速度計信號圖，比較三種不同的攜帶狀態：放在褲兜時一條腿的信號強於另一條腿的信號；握在手裏正麵朝上時，兩種信號幾乎相同
；握在手裏側麵朝上時，手臂搖擺等因素導致了一些不規則變化。

Vertical acceleration while walking：步行時的垂直加速度Pant pocket：放在口袋裏Hand front：握在手裏正麵朝上Hand side：握在手裏側麵朝上Time （sec）：時間（單位：秒） 行xing進jin方fang向xiang不bu同tong於yu移yi動dong設she備bei的de朝chao向xiang。多duo數shu傳chuan感gan器qi算suan法fa都dou會hui注zhu重zhong移yi動dong設she備bei的de朝chao向xiang
，但dan實shi際ji上shang真zhen正zheng重zhong要yao的de卻que是shi用yong戶hu移yi動dong的de方fang向xiang。這zhe種zhong行xing進jin方fang向xiang稱cheng為wei“方位”，它和方向是兩個概念。方位是區分PDR和步數計算的因素之一。通過從設備方向中辨別出用戶的行進方向和設備朝向，算法能夠得出按圈行走實際上會回到起始點。

PDR技術是強大的室內定位工具
，然而
，其運行的環境卻非常複雜。以往的解決方案都是要求用戶在攜帶PDR係統時走“蛋糕步”。而如今
，引入新環境信息集合的算法已經解決了諸多類似問題。相信這些新的係統定能幫助定位服務走出困境，走向輝煌。

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