基于可佩帶傳感器的人員自主定位技術(shù)研究.pdf

1、人員自主定位系統(tǒng)是在衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)失效情況下的一種重要“補(bǔ)盲”手段，通過安裝在鞋尖的慣性測量單元獲取人體運(yùn)動參數(shù)，實現(xiàn)對人運(yùn)動軌跡的跟蹤。
　　但是慣性測量單元（IMU）存在漂移，導(dǎo)致在定位時會產(chǎn)生誤差，而且誤差會隨時間不斷積累，最終導(dǎo)致定位失效。本文基于Arduino平臺開發(fā)設(shè)計人員自主定位系統(tǒng)，重點(diǎn)研究靜止檢測算法和漂移抑制算法，主要工作如下：
　　1、基于Arduino開發(fā)平臺，對人員自主定位系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計，分析人體運(yùn)動特

2、點(diǎn)，對傳感器進(jìn)行選型，通過對系統(tǒng)進(jìn)行重新設(shè)計與綜合集成，實現(xiàn)輕小型與低功耗的設(shè)計目標(biāo)，以滿足可佩帶的要求。
　　2、分析了主流的靜止檢測算法的性能特點(diǎn)，指出其在實際應(yīng)用中局限性，基于此提出了自適應(yīng)的靜止檢測算法，檢測門限隨運(yùn)動狀態(tài)變化而自適應(yīng)的改變，并通過實驗驗證了所提算法可適用于多種運(yùn)動狀態(tài)，能夠滿足實際應(yīng)用的要求，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　3、將慣性測量單元同時與磁力計和氣壓高度計進(jìn)行融合，利用磁力計和氣壓高度計獲得

3、航向角和高度數(shù)據(jù)，將其與IMU解算的航向角和高度的差值作為觀測誤差，利用基于卡爾曼濾波的零速修正算法（Zero Velocity Update，ZUPT）對航向和高度漂移進(jìn)行修正，并通過實驗驗證了該方法的有效性。
　　4、在室內(nèi)場景中，磁力計和氣壓高度計受到的干擾比較嚴(yán)重，不能用于誤差修正?；诖颂岢鰡l(fā)式的高度漂移抑制算法，利用建筑物內(nèi)樓梯和樓層高度的先驗知識，對IMU解算高度進(jìn)行修正；對啟發(fā)式的航向漂移抑制算法進(jìn)行改進(jìn)，對室內(nèi)