基于多傳感器的室內(nèi)人體導(dǎo)航技術(shù)研究.pdf

1、隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)室內(nèi)定位和導(dǎo)航技術(shù)的需求也越來越大。而由于室內(nèi)信號(hào)遮擋，無法使用GPS等衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行導(dǎo)航。因此，室內(nèi)技術(shù)逐漸成為當(dāng)今研究的重點(diǎn)，主要包括基于各類無線網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)和基于慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)。本文圍繞基于慣性傳感器的室內(nèi)人體軌跡推算問題進(jìn)行研究，并在基于STM32的嵌入式系統(tǒng)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)。
　　一般情況下，MEMS傳感器具有精度偏低、隨機(jī)誤差較大等缺點(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，本文對(duì)加速度計(jì)和陀螺儀建立了誤差模型

2、并分析，主要消除了影響較大的零點(diǎn)漂移誤差；磁力計(jì)在室內(nèi)更容易受到影響，本文建立了橢球模型，利用橢球擬合算法對(duì)其進(jìn)行修正。最后，將標(biāo)定算法移植到STM32單片機(jī)上，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場標(biāo)定。
　　姿態(tài)解算和計(jì)步是系統(tǒng)中最重要的兩個(gè)部分。本文將四元數(shù)作為更新姿態(tài)的工具，首先利用磁力計(jì)和加速度計(jì)得到初始姿態(tài)角，轉(zhuǎn)化為四元數(shù)后，利用擴(kuò)展卡爾曼濾波融合傳感器數(shù)值并更新四元數(shù)，最后更新姿態(tài)角。對(duì)于步伐信息，本文中主要利用中間閾值穿越的方法對(duì)豎直方向加速

3、度值進(jìn)行分析而得到。
　　在軌跡推算中，本文針對(duì)現(xiàn)有啟發(fā)式偏移消除算法（Heuristic Drift Elimination,HDE）中航向角推算不準(zhǔn)確、反饋系數(shù)魯棒性較差的問題，提出了對(duì)航向角進(jìn)行啟發(fā)式漂移消除的算法(Angle Heuristic Drift Elimination,AHDE)。主要是用啟發(fā)式漂移消除算法對(duì)航向角進(jìn)行修正，最后利用粒子濾波結(jié)合步數(shù)及步長信息推算出行人的行走軌跡。
　　經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)測(cè)試，結(jié)