基于改进的磁场检验和主方向算法的行人航向估计

针对以惯导为核心的行人定位算法存在航向角失真的问题,提出了一种融合惯性测量单元(IMU)和磁力计的行人导航算法,利用步幅航向的变化量将行人的运动分为直线行走和曲线行走两部分,当检测到行人直线行走时,提出一种实时建立主方向的自适应航向角漂移修正算法,对航行角误差进行补偿;当行人曲线行走时,辅助地磁场信息,使用磁场强度、地磁倾角、惯性导航系统(inertial navigation system, INS)与磁力计解算的航向角之差这三个特征值构建广义似然比检验量,对磁场进行判断获得稳定状态磁场信息,通过卡尔曼滤波对航向角误差进行补偿。将传感器置于足部进行实验,实验结果表明,两种算法可以实现优势互补,有效地抑制地磁信息的干扰,提高导航精度,算法结果相对于无航向角修正的零速修正算法、零角速度更新算法和单独使用磁力计进行融合的算法,定位误差分别降低了91.02%、82.93%和61.39%,室外和室内终点定位误差分别为4.545 4 m和0.543 6 m,占总路程的0.69%和0.17%。