43、个人购物辅助与导航系统解析

个人购物辅助与导航系统解析

1. 系统核心模块介绍

1.1 行人航位推算（PDR）模块

PDR 模块主要由计步器模块（PDR 引擎）、航向漂移补偿和地图匹配这三个主要部分构成。计步器通过检测人体重心的垂直运动来计算步数，其原理是在垂直加速度中寻找与步数匹配的模式。每个人的步行生理模型不同，所以需要进行校准阶段来估算步长，校准阶段是让行人行走 30 米，校准值能反映每个行人的步行特征。

地图数据通过地图辅助定位过程增强 PDR 提供的信息。地图匹配是与 PDR 模块配合使用以获得更精确定位的关键元素。由于室内环境具有结构化特点（由走廊和墙壁定义的直线，有主导方向），用户的轨迹可以与 OpenStreetMap 格式描述的边缘相匹配，并确定投影位置。此外，由于数值积分，从陀螺仪姿态计算出的设备方向会发生漂移，因此使用地图数据的航向漂移补偿（HDC）算法被实现，该算法利用 OpenStreetMap 导航网络的直线特征来校正陀螺仪得出的航向。

1.2 视觉导航器

当用户到达建筑物入口时，视觉导航器被激活。它协调一个或多个视觉目标检测器，并与视障用户进行交互，通过语音消息和智能手表指导用户安全到达预定目的地。

视觉目标检测器能够在智能手机相机的视觉范围内检测和定位指定目标。目标可以是单部分或多部分的，其结构以自定义描述文件（xml 格式）编码。描述文件存储有关子部分数量、它们在现实世界中的形状/大小（由折线表示）以及它们之间的空间关系的信息。

视觉目标检测器的工作流程如下：
1. 对输入的相机图像应用专门的例程，为每个部分获取候选列表。
2. 分析候选组合，选择与目标结构最匹配的组