智能手机中内置的MEMS陀螺仪、加速度计、磁强计和气压计等传感器为PDR和VDR提供了条件，但基于智能手机的PDR和VDR算法开发仍然面临着较大挑战。工作过程中对两项技术有了一点思考，特此记录下来。

1. 现存挑战

不同手机的传感器误差特性存在差异。即便相同型号手机，同型号的传感器之间性能也可能存在差异。手机出厂时不太容易对每款传感器做较为细致的标定补偿，毕竟是消费级芯片，成本较低厂商不太会投入较多的资源。对于陀螺仪，工作中发现高通在手机使用时开发了静态判断去除零偏的操作，当然这是在手机运行中才会触发。
载体–手机存在不对齐角。具体讲即为人–手机以及车–手机之间的坐标系难以对齐（转换关系难以准确得到），二者之间往往存在航向上的偏差角，此角度需要在导航前期或事中估计出来。
个人使用习惯因素。对于PDR，不同年龄、身高、性别的人在手持姿势和步态特征上存在差异，需要考虑的因素较多。对于VDR，手机摆放在车辆的的位置以及能否在算法工作过程中拿起都是需要考虑的问题。
样本数据量较大时会导致调参工作量较大。不难理解，如果要上线手机PDR/VDR，需要前期采集较大的数据样本以覆盖足够的场景，因此必然产生较大的数据量，而对于庞大的数据量，传统方法的调参压力较大。

2.趋势

注意到现在已有研究者将捷联惯导的机械编排引入PDR，以EKF融合步态、重力加速度、地磁矢量等观测信息，以期提高PDR的鲁棒性和精度。也有研究者将深度神经网络引入到手机PDR/VDR中，以解决上述的各种不确定因素和大数据量的问题。深度神经网络的利用主要用来人/汽车的前向速度，对于PDR可以直接得到行人的位置，对于汽车可以作为观测量对速度进行约束。

2.1 关于PDR

2.1.1.姿态+深度神经网络方法

可参考此文章，RoNIN: Robust Neural Inertial Navigation in the Wild: Benchmark, Evaluations, & New Methods
项目地址
该方法的输入主要为手机的加速度计数据、磁强计数据以及姿态信息，利用姿态将加速度数据和陀螺仪数据从b系转到n系，然后输入深度神经网络模型（ResNet、LSTM、TCN），然后预测出人体的前向速度，对其进行积分即可得到位置。此方法的真值采集方式也比较有意思，主要利用光学动捕系统，对于动捕不能测量的场景也设计的方法来解决。
此文章之前也可参考RIDI、OXIOD这两种方法，文中也对比了精度。
此方法仍然比较依赖手机姿态的精度，特别是航向误差，进而对于磁干扰的判定和处理算法至关重要。

2.1.2 组合方法

1）不引入外界信息

参考武大牛老师团队的文章Kuang, J., Niu, X., & Chen, X. (2018). Robust pedestrian dead reckoning based on MEMS-IMU for smartphones. Sensors, 18(5), 1391

此方法中，比较有意思的是融合了INS，ZUPT&ZARU（约束速度及航向角），步态探测下的速度观测（约束速度），地磁矢量观测（约束航向角）。
实际跑了下数据，发现还是比较依赖步态探测方法的准确性。

2）引入外界信息

此方法参考
Magnetometer bias insensitive magnetic field matching based on pedestrian dead reckoning for smartphone indoor positioning
武大牛老师团队的地磁匹配方案，不过根据论文中的描述，融合INS，ZUPT等信息源后相比单独地磁匹配提升较小，比较尴尬。。

上述两种方案貌似都是以人平端手机为默认手持姿势。

2.2 VDR

可参考武大牛老师团队的文章基于手机内置传感器的车辆组合定位方法
团队比较无私，论文可以公开下载，点赞！

值得注意的是：

方案将手机与汽车之间的坐标不对齐视为安装误差角并引入状态量中进行估计
方案有号称0.5m/s的前向速度的预测模型，相当于有了较好的前向速度观测
有航向角变化量的观测，可抑制航向角的发散

智能手机PDR和VDR思考相关推荐

业内首发车道级导航背后——详解高精定位技术演进与场景应用
导读 10月30日,华为联合高德.千寻发布了业内首家面向手机用户的车道级导航应用.在这背后是高精度定位技术不断演进发展,最终走向成熟量产的过程.本文将结合高德地图在车道级导航及自动驾驶等领域的工作,分 ...
OPPO 物联网开放之路
作者 | 伍杏玲出品 | CSDN(ID:CSDNnews) 据 IDC发布的手机季度跟踪报告,2019 年第三季度的数据显示,中国智能手机市场出货量约 9890 万台,同比下降 3.6%,这已经是 ...
苹果手机代数_iPhone所有型号上市顺序
[iPhone所有型号上市顺序]从2007年1月9日至今,苹果已经发布了十三代iPhone手机产品.虽然并不是每一代的iPhone都是惊世之作,但任何一款都凝聚了苹果对智能手机前沿技术的思考和应用.为 ...
智能家居系统的开源尝试
随着智能音箱的热卖,各种各样的智能家庭解决方案也如雨后春笋,但大多数都需要专业人员和熟练工作人员来安装/部署这些解决方案.此外,这些解决方案大多无法顺利融入已有的家庭环境(所谓的后装市场).为了弥合消 ...
诺曼底登陆后，联想手机如何反攻？
文章经授权转载自深响(ID:deep-echo) 三星Note 9.iPhone XS系列.华为Mate 20系列.小米Mix 3.荣耀Magic 2--一连串的明星机型争相亮相,联想也继上半年的&q ...
手机收费看高清电影能否成为趋势？
手机收费看高清电影能否成为趋势? 小编今天看了一篇文章,主要是说了当今收费观看高清电影即将或者说已经成为了一种主流趋势,文中提到网上的免费电影"午餐"时代即将结束.乐视网.腾讯网. ...
华为HMS的“生态雪球”，滚动在万物智联的新跑道
关于华为HMS,这一两年的时间里有许多变化和故事可以讲.悲壮的.担忧的.质疑的.鼓舞人心的--在各色各样的声音中,有一份成绩是公认的:HMS正在打破全球移动生态的"双寡头"格局,成 ...
思考:从索爱X10的升级看智能手机的市场现状和发展趋势
最近索尼爱立信(以下都简称索爱)的旗舰手机X10被炒得沸沸扬扬,原因是其承诺的Android2.1系统升级跳票近半年后终将于明天放出.由于对1.6系统的厌倦,作为"升级狂热者"之一 ...
年收入百万美元AI科学家的烦恼与思考
AI 研究科学家 Alexis Conneau 只需敲击了几下键盘,包含数千亿字的信息洪流,就能在他的电脑屏幕窗口中滚动起来. 多年来,自动化 "爬虫" 用 100 种语言将互联网 ...

智能手机PDR和VDR思考