基于动态时间规整的磁偏角修正地磁匹配导航算法

在室内环境中,建筑结构会对地磁场强度和磁偏角造成一定的、较稳定的影响,所以进行室内导航时,可以利用地磁场强度和磁偏角来修正航位推算产生的累积误差。因此先采集地磁场强度和磁偏角离散数据,并采用广义延拓逼近方法对匹配区域内的离散数据进行处理,建立起三轴地磁场强度和磁偏角的数据库。其中磁偏角数据库用于优化惯性模块输出的航向角,地磁场强度数据库用于匹配导航。在测量得到的地磁场强序列与地磁数据库中的地磁场强序列的匹配过程中,由于匹配序列长度不一致的因素,因此需要引入动态时间规整的思想,并采用Hausdorff距离方法提升匹配定位精度。在测试过程中,无里程信息辅助的地磁匹配定位精度在4.65m(97.7%)以内;基于磁偏角补偿和里程信息辅助的地磁匹配平均定位精度为0.73m,其中有93.7%在1m以内,本方法可以实现亚米级的定位精度。

一种提高DTW运算效率的地磁匹配组合导航算法

针对地磁序列匹配导航定位中动态时间规整算法计算时间长、实时性差等问题,提出一种减少DTW匹配算法运算量的地磁匹配组合导航系统。使用平方值计算欧氏距离,采用Itakura窗作为约束条件来约束搜索范围,降低了计算复杂度。采用惯导和地磁组合进行导航,并使用kalman滤波融合定位结果,改善了地磁匹配序列匹配定位计算耗时的问题。实验结果表明,使用改进后DTW匹配算法系统的平均定位误差在1.63 m以内,与使用DTW匹配算法的系统相比,运算效率平均提升了43.37%。