智能手机室内定位系统面临的挑战

图2展示了人们在行走时，手机在三种不同的携带方式下传感器信号的差异，这三种携带方式分别是：放在口袋里、握在手里正面朝上（看着屏幕）和握在手里侧面朝上。尽管信号具有相似的特性，然而信号幅度、本底噪声、总机械能甚至曲线本身的形状都会随传感器位置的变化而不同。而经过精心设计的环境感知算法可以可靠地区分用户是将手机放在口袋里、握在手里正面朝上、握在手里侧面朝上或是从一个位置换到另一个位置。这类算法运用传感器数据的多个方面来构建对周边环境的一致认知，掌握手机所处的位置后，就可以适时地使用正确的PDR算法。

图2．行走时的加速度计信号图，比较三种不同的携带状态：放在裤兜时一条腿的信号强于另一条腿的信号；握在手里正面朝上时，两种信号几乎相同；握在手里侧面朝上时，手臂摇摆等因素导致了一些不规则变化。
Vertical acceleration while walking：步行时的垂直加速度
Pant pocket：放在口袋里
Hand front：握在手里正面朝上
Hand side：握在手里侧面朝上
Time (sec)：时间（单位：秒）

行进方向不同于移动设备的朝向。多数传感器算法都会注重移动设备的朝向，但实际上真正重要的却是用户移动的方向。这种行进方向称为“方位”，它和方向是两个概念。方位是区分PDR和步数计算的因素之一。通过从设备方向中辨别出用户的行进方向和设备朝向，算法能够得出按圈行走实际上会回到起始点。

PDR技术是强大的室内定位工具，然而，其运行的环境却非常复杂。以往的解决方案都是要求用户在携带PDR系统时走“蛋糕步”。而如今，引入新环境信息集合的算法已经解决了诸多类似问题。相信这些新的系统定能帮助定位服务走出困境，走向辉煌。