基于因子图与置信度感知闭环检测的室内地磁SLAM方法

《Electronics》：Factor Graph-Based Geomagnetic SLAM Approach for Smartphone-Based Indoor Localization

　　

摘要

室内地磁定位为基于智能手机的定位提供了一种低成本解决方案，且无需额外的基础设施。然而，传统的地磁定位方法依赖于劳动密集型的离线磁数据测量，限制了部署的灵活性。为解决这一问题，本文提出了一种基于因子图的地磁 SLAM 方法，该方法结合了置信度感知的闭环检测与局部 - 全局协同优化。基于测量的步级磁观测构建了基于高斯过程回归（GPR）的磁模型，并且基于滑窗的粒子滤波器整合了磁序列匹配与行人航位推算（PDR）。置信度感知的闭环检测结合了磁序列相似性与基于 PDR 的几何验证，同时连续的置信度权重调节已接受关联对后端优化的影响。基于因子图的局部 - 全局协同优化协调了轨迹校正与 GPR 地图细化，以支持同时定位与建图。涉及三名参与者的跨用户实验得出的平均定位误差为 1.19–1.31 米，均方根误差（RMSE）为 1.35–1.45 米。这些结果表明，所提出的框架在支持在线地磁建图的同时减少了累积轨迹漂移。