افزایش دقت تعیین موقعیت داخلی مبتنی بر PDR در سناریوهای اضطراری با مدل سازی رفتارهای حرکتی پیچیده انسان

پیشینه و اهداف: تعیین موقعیت در فضاهای داخلی و محیط های فاقد سیگنال GNSS، یکی از چالش های مهم در توسعه خدمات مکان مبنا در شهرهای هوشمند است. در این میان، روش های مستقل از زیرساخت مانند پیمایش عابر پیاده (PDR) مبتنی بر تلفن های هوشمند، به ویژه در شرایط بحرانی و تخریب زیرساخت ها، راهکاری قابل اعتماد محسوب می شوند. این پژوهش با هدف ارائه رویکردی نوآورانه، مدلی دوبعدی برای شبیه سازی و تحلیل فعالیت های حرکتی خاص افراد در محیط های بحرانی شامل راه رفتن عادی، حرکت چهاردست وپا و سینه خیز ارائه می دهد.روش ها : فرآیند پیشنهادی شامل برداشت داده، قطعه بندی سیگنال، شناسایی چرخه گام، شمارش گام ها، تشخیص نوع حرکت، برآورد طول گام، تعیین جهت حرکت و محاسبه مختصات داخلی است. داده ها در دو فاز آموزشی و آزمایشی گردآوری شدند و سیگنال ها با استفاده از الگوریتم های PELT و FPOP قطعه بندی گردیدند. سپس با بهره گیری از DTW  نوع حرکت تشخیص داده شد و طول گام با مدل وینبرگ برآورد گردید.یافته ها: در فرآیند پیشنهادی دقت تخمین مسیر در شرایط مختلف به میانگین ۱۷/۰ درصد رسید. همچنین جهت حرکت با تلفیق داده های شتاب سنج، ژیروسکوپ و مغناطیس سنج و با استفاده از الگوریتم GDA تعیین شد. نتایج نشان داد در روش اولیه PDR برای مسیری با طول متوسط ۲۲۶/۲۳۸ متر، خطای میانگین حدود ۰۴/۱ ± ۹۷/۲ متر حاصل شد. در ادامه، استفاده از فیلتر ذرات مبتنی بر تطبیق نقشه، خطا را به ۰۷/۰ ± ۳۵/۰ متر کاهش داد.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان می دهد که طراحی یک زنجیره پردازشی هوشمند و خودتطبیق برای تحلیل سیگنال های حرکتی، می تواند دقت و پایداری روش PDR را در محیط های داخلی و شرایط بحرانی به شکل قابل توجهی افزایش دهد. همچنین یافته ها تایید می کنند که روش PDR مبتنی بر حسگرهای تلفن هوشمند، حتی در صورت تغییر نوع حرکت یا نحوه حمل دستگاه، قابلیت ارائه موقعیت یابی دقیق و پایدار را دارد.

کلیدواژه ها:

تعیین موقعیت داخل ساختمان ، PDR ، تطبیق نقشه ، حسگرهای تلفن همراه هوشمند ، شرایط بحرانی