智能手機室內定位系統面臨的挑戰

圖2展示了人們在行走時(shí)，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：放在口袋里、握在手里正面朝上（看著(zhù)屏幕）和握在手里側面朝上。盡管信號具有相似的特性，然而信號幅度、本底噪聲、總機械能甚至曲線(xiàn)本身的形狀都會(huì )隨傳感器位置的變化而不同。而經(jīng)過(guò)精心設計的環(huán)境感知算法可以可靠地區分用戶(hù)是將手機放在口袋里、握在手里正面朝上、握在手里側面朝上或是從一個(gè)位置換到另一個(gè)位置。這類(lèi)算法運用傳感器數據的多個(gè)方面來(lái)構建對周邊環(huán)境的一致認知，掌握手機所處的位置后，就可以適時(shí)地使用正確的PDR算法。

圖2．行走時(shí)的加速度計信號圖，比較三種不同的攜帶狀態(tài)：放在褲兜時(shí)一條腿的信號強于另一條腿的信號；握在手里正面朝上時(shí)，兩種信號幾乎相同；握在手里側面朝上時(shí)，手臂搖擺等因素導致了一些不規則變化。
Vertical acceleration while walking：步行時(shí)的垂直加速度
Pant pocket：放在口袋里
Hand front：握在手里正面朝上
Hand side：握在手里側面朝上
Time (sec)：時(shí)間（單位：秒）

行進(jìn)方向不同于移動(dòng)設備的朝向。多數傳感器算法都會(huì )注重移動(dòng)設備的朝向，但實(shí)際上真正重要的卻是用戶(hù)移動(dòng)的方向。這種行進(jìn)方向稱(chēng)為“方位”，它和方向是兩個(gè)概念。方位是區分PDR和步數計算的因素之一。通過(guò)從設備方向中辨別出用戶(hù)的行進(jìn)方向和設備朝向，算法能夠得出按圈行走實(shí)際上會(huì )回到起始點(diǎn)。

PDR技術(shù)是強大的室內定位工具，然而，其運行的環(huán)境卻非常復雜。以往的解決方案都是要求用戶(hù)在攜帶PDR系統時(shí)走“蛋糕步”。而如今，引入新環(huán)境信息集合的算法已經(jīng)解決了諸多類(lèi)似問(wèn)題。相信這些新的系統定能幫助定位服務(wù)走出困境，走向輝煌。