基于行人航迹推算的室内定位算法研究

针对室内定位的实际应用需求,提出了基于行人航迹推算算法(PDR)的适用于手机采集数据的室内定位方法。不同于传统的数据采集方法,该种定位方法利用手机得到加速度、陀螺仪以及地磁原始数据,通过分析加速度信号实现步频探测和步长估计。利用扩展卡尔曼滤波器(EKF)融合各惯性传感器数据以提高方向角的解算精度。最后设计了基于Android平台的数据采集软件,可利用手机内置的传感器设备实现数据采集。经实验数据分析,该算法的定位精度优于2m,在实用的基础上具有较高的定位精度和较低的实现复杂度。     

基于MEMS惯性传感器的行人航位推算系统

提出一种基于低成本MEMS自包含传感器,能自主完成数据采集、数据处理的行人航位推算（PDR）系统.硬件平台集成三轴加速度计、三轴陀螺仪、三轴数字罗盘及气压计,不需任何额外设施.通过自包含传感器测量行人行走的步长、方位及高度,实现行人室内、外三维定位.采用加速度信号实现跨步探测和步长估计.利用互补滤波器融合加速度计、陀螺仪和数字罗盘数据,矫正陀螺仪的测量误差和磁场干扰对数字罗盘的影响,提高行人行走的方位精度.测试结果表明：系统的定位误差低于行进距离的4％,满足行人定位要求.验证了系统的有效性和可靠性.     

惯性行人导航系统传感器安装位置研究

传感器的安装位置直接影响着惯性行人导航系统的工作性能。因此有必要确定其最优的安装位置,针对安装于行人脚部的惯性传感器,在慢速、常速和快速三种行走速度下,分别采集脚尖、脚背、脚侧和脚跟四个安装位置的数据进行对比研究。首先针对加速度和角速度模值进行定性对比,其次提出四条件法进行零速区间检测,分别计算零速区间的加速度及角速度模值,定量对比这两个模值的平均值和标准差。之后计算零速区间平均单步误检率,定量对比四个安装位置的零速检测效果,综合定性和定量对比结果,得出脚跟和脚背是较优安装位置,而脚侧是较差安装位置的结论,并通过行走实验进行了验证,为惯性行人导航系统传感器安装位置的选择提供了依据。     

基于MEMS惯性器件的行人室内定位系统

基于惯性传感器的行人航位推算系统不需要预先安装任何基础设备,能自主运行、实现实时行人定位。设计的硬件平台将低成本、低功耗、小尺寸的MEMS惯性传感器与GPS接收机相结合。在室内、城市峡谷等GPS信号不稳定的环境,惯性传感器根据前一GPS定点推算行人行走的相对位置。行人所处位置高度由气压计测量,与平面位置相结合实现三维定位。简单而有效的跨步探测及步长估计算法降低对微处理器的计算及存储要求。利用互补滤波器融合加速度计、陀螺仪、数字罗盘数据,降低方位误差、提高定位精度。室内行人行走测试实验表明:定位误差低于总行走距离的3%。验证了系统的准确性和可靠性,满足行人定位要求。     

基于九轴传感器的行人室内定位方法

针对由步数、步长精度和航向角偏移带来的定位误差,提出一种基于九轴传感器的行人室内定位方法.利用一种改进的波峰检测法实现精准计步,利用传感器姿态的变化情况识别出原地踏步;在启发式随机漂移消除法(HDE)算法的基础上,提出一种基于主方向的航向修正方法对航向角进行修正;利用一种非线性步长估计模型对行走时的步长进行估算.实验结...     

利用惯性测量元件进行三维定位的系统设计

针对消防室内定位技术的需求,搭建了基于惯性测量元件的室内三维定位系统。首先,利用微机电系统(MEMS)惯性传感器获取行人运动过程中的必要参数。然后基于行人航迹推算(PDR)算法,实时计算出行人行走的步数和步长;通过气压传感器实时采集行人所处位置的高度。最后,利用无线数传模块结合服务器端处理,实现行人的室内三维定位。测试表明:系统在正常行走的情况下,可以满足行人的室内三维定位要求。     

基于行人航位推算的室内定位技术综述

行人航位推算系统(PDR)因其无需部署信标节点、成本低廉的特点被广泛应用于室内定位中。围绕基于行人航位推算的室内定位问题,对行人航位推算中步态检测、步长推算以及方向推算的研究现状进行了系统的梳理和述评,综述了基于行人航位推算的室内定位的发展及该领域的一些主要研究成果,指出了该领域现有研究存在的问题,提出了相应建议和深入研究的方向。     

推广卡尔曼滤波在捷联惯导系统的惯性元件随机误差估计中的应用

惯性敏感元件的随机误差是影响捷联惯性导航系统性能的重要因素,要衡量随机误差的大步,可以采用推广卡尔曼滤波方法,文中阐述了捷联惯性导航系统中惯性敏感元件机误差的估计过程,同时给出了仿真结果并对其进行了分析。     

基于光流传感器的移动机器人定位方法

详细介绍了光流传感器移动机器人定位系统的运动学原理,给出了理论模型推导;基于理论模型,搭建了基于光流传感器实验装置,将3只传感器置于移动机器人的固定位置,通过运动学几何关系,解算机器人的位姿;在室内进行了移动机器人的导航实验,推算了机器人的预测轨迹.实验证明了理论的可行性,可以作为短距离定位的一种导航方案.     

一种新的基于激光距离传感器测量脚部位置与方向的方法

基于通常运用于机器人上的激光距离传感器,提出了一种新颖的测量脚部位置与方向的方法;利用激光距离传感器测量脚部位置与方向的,可以运用于机器人对人类行动的跟踪、人类行为的研究或是人机互动等方面;首先提出了一种简单的脚部模型,用于定义脚的位置与方向;再根据脚步与传感器之间相对位置的不同,将检测到的脚部分为三类———准确型,欠准确型和临界型,分别用不同方法计算脚的位置与方向;通过在三种距离下的实验,验证了本方法能够较为准确地测量出脚部的位置和方向,最大的平均位置误差不超过35 mm,最大的平均角度误差小于15°。