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基于ZUPT的新型月面导航处理方法
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作者 杨喆 庄忱 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第3期48-57,共10页
为了解决探测器在月面工作时惯性导航系统的误差累积问题,克服现有研究对环境敏感或是需要定期停止才能进行误差修复的短板,结合探测器的行驶行为,将探测器使用零速更新(ZUPT)原理修正误差的过程分解成了无ZUPT、完全ZUPT、水平动态ZUP... 为了解决探测器在月面工作时惯性导航系统的误差累积问题,克服现有研究对环境敏感或是需要定期停止才能进行误差修复的短板,结合探测器的行驶行为,将探测器使用零速更新(ZUPT)原理修正误差的过程分解成了无ZUPT、完全ZUPT、水平动态ZUPT和垂向动态ZUPT 4种子模型的叠加,并分别推导了它们的系统矩阵和测量矩阵。针对月面导航系统提出了一种新型多模型零速更新(MMZUPT)算法。该算法应用多模型交互原理,允许多种更新模型同时工作,可以通过计算每个模型的权重在每个定位历元输出最优导航结果并约束误差。在精心挑选的受限环境中对月面导航进行了模拟实验,结果表明,所提MMZUPT方法无需频繁地主动停车以满足传统ZUPT使用边界就可以取得良好的效果,并且通过对包含错误的校准信号加以识别和利用可以获得更好的性能。 展开更多
关键词 零速更新 多模型交互 惯性导航 月面导航
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基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法 被引量:1
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作者 路永乐 苏胜 +3 位作者 杨杰 罗毅 粟萍 惠嘉威 《导航定位与授时》 CSCD 2024年第1期106-114,共9页
针对行人惯性导航系统误差随时间累积致使定位精度严重下降的问题,提出了一种基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法。该算法在零速修正算法的基础上,利用足部安装的超声波测距模块实时测量行人双足相对距离,构建了基于超声测距的... 针对行人惯性导航系统误差随时间累积致使定位精度严重下降的问题,提出了一种基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法。该算法在零速修正算法的基础上,利用足部安装的超声波测距模块实时测量行人双足相对距离,构建了基于超声测距的足间距约束模型,通过随机森林算法实现行人运动模式识别,并针对上下楼梯场景,利用台阶高度和足间距信息进行高度解算,最终实现行人三维惯性定位。在实际路线上开展了三维定位实验,数据显示,所提算法平面闭环误差为总路程的0.64%,与零速修正算法相比下降了55.56%,高度误差为0.06 m,与零速修正和气压计联合算法相比下降了64.70%,能够实现导航误差在总路程的0.50%以内的三维定位。实验结果表明,所提算法具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 行人导航系统 惯性测量单元 零速修正 足间距约束 高度解算
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重力扰动对高精度激光陀螺惯导系统ZUPT的影响分析与补偿 被引量:2
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作者 翁浚 卞肖云 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期179-183,共5页
高精度激光陀螺惯导系统广泛应用于车载自主定位定向当中。当不存在外部测速设备的条件下,一般采用零速修正(zero velocity update,ZUPT)对导航误差的发散过程进行约束。常规ZUPT导航算法中重力矢量采用正常重力模型计算获得,忽略了重... 高精度激光陀螺惯导系统广泛应用于车载自主定位定向当中。当不存在外部测速设备的条件下,一般采用零速修正(zero velocity update,ZUPT)对导航误差的发散过程进行约束。常规ZUPT导航算法中重力矢量采用正常重力模型计算获得,忽略了重力扰动对导航精度的影响。考虑到车载自主导航系统对定位精度的要求,本文从重力扰动对惯性导航误差的影响机理分析入手,指出重力扰动是影响高精度ZUPT导航精度的最主要误差源之一。设计提出了两种适用于车载应用的重力扰动实时补偿方案,并在重力扰动变化剧烈的山区地带进行了长距离车载试验。试验结果表明,对于同一组跑车数据,导航时间2 h ZUPT间隔10 min,激光陀螺惯导系统的水平定位精度由补偿前的8.93 m提高到了补偿后的3.75 m,高程定位精度由补偿前的1.63 m提高到了补偿后的0.80 m。重力扰动补偿方法具有重要的工程应用价值。 展开更多
关键词 高精度惯导系统 零速修正 重力扰动 球谐模型
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基于MEMS-MARG传感器的行人室内定位系统设计 被引量:2
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作者 邹一凡 李佳 王玮冰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第1期64-66,74,共4页
针对低成本行人室内定位系统的实际应用需求,提出了一种基于MEMS-磁、角速度、重力(MARG)传感器的定位方法。基于改进的扩展互补滤波(ECF)算法,结合零速更新(ZUPT)算法与姿态快速收敛(FC)算法,以较低的运算量实现了对行人的定位。设计... 针对低成本行人室内定位系统的实际应用需求,提出了一种基于MEMS-磁、角速度、重力(MARG)传感器的定位方法。基于改进的扩展互补滤波(ECF)算法,结合零速更新(ZUPT)算法与姿态快速收敛(FC)算法,以较低的运算量实现了对行人的定位。设计了相应的软硬件系统,并通过实验对算法性能进行了验证。实验结果表明:基于ECF+FC的行人定位算法性能优于其他基于互补滤波(CF)的方案,能够实现0.5%以内的平面定位误差和1%以内的三维定位误差,可以满足实际需要。 展开更多
关键词 室内定位 磁、角速度、重力传感器 捷联惯性导航系统 互补滤波 零速更新
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基于MEMS惯性传感器和气压计的行人室内导航系统设计 被引量:2
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作者 邹一凡 李佳 王玮冰 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2023年第2期91-94,共4页
面向实际应用需求,设计了一种完整的行人室内导航系统方案。将所设计数据采集模块安装至行人足部,对加速度、角速度以及气压数据进行实时地采集和处理后,基于惯性导航系统(INS)+扩展卡尔曼滤波(EKF)+零速更新(ZUPT)+零角速度更新(ZARU)... 面向实际应用需求,设计了一种完整的行人室内导航系统方案。将所设计数据采集模块安装至行人足部,对加速度、角速度以及气压数据进行实时地采集和处理后,基于惯性导航系统(INS)+扩展卡尔曼滤波(EKF)+零速更新(ZUPT)+零角速度更新(ZARU)+启发式偏移消除(HDE)+Barometer算法框架,对传感器数据进行融合,从而对当前位置进行推断,随后将运算结果传输至上位机进行显示。通过在直线路径、组合路径下进行实验,对实验对象的运动轨迹进行了还原。实验结果表明:本文系统方案能够实现1%以内的定位误差,能够满足实际应用需求。 展开更多
关键词 行人导航系统 惯性测量单元 惯性导航系统 扩展卡尔曼滤波 零速更新
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航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法 被引量:1
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作者 戴洪德 马宇峰 +2 位作者 戴邵武 郑百东 张笑宇 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2023年第8期2555-2561,共7页
针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likeli... 针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test,GLRT)算法确定出零速区间;在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update,ZARU)算法构造角速率误差观测量,通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量,在非零速区间对航向角误差进行非线性预测;再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计,利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正;通过实际行人导航系统验证,在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m,只占总路程的0.35%。在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25%里程。所提算法无需增设其他传感器,无需限制行人的运动轨迹,具有良好的工程应用价值。 展开更多
关键词 行人导航 零速检测 零速修正 零角速率修正 卡尔曼滤波
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速度约束辅助车载捷联惯导系统零速校正算法 被引量:10
7
作者 付强文 秦永元 李四海 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期1723-1728,共6页
捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)动态误差源众多,常规零速校正(zero-velocity update,ZUPT)方法难以取得理想效果。利用车辆正常行驶过程中横向和法向速度为零的约束条件,在考虑惯导系统与载车安装偏差角的基... 捷联惯导系统(strapdown inertial navigation system,SINS)动态误差源众多,常规零速校正(zero-velocity update,ZUPT)方法难以取得理想效果。利用车辆正常行驶过程中横向和法向速度为零的约束条件,在考虑惯导系统与载车安装偏差角的基础上,推导了速度约束辅助的ZUPT算法模型。利用光纤SINS进行了2h的车载导航试验,间隔10min停车,零速校正得到的水平和高程定位精度均优于10m。所提算法可以正确估计安装偏差角、惯性器件误差和初始方位误差,工程实用性强。 展开更多
关键词 捷联惯导系统 零速校正 速度约束 车载导航 安装偏差
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步幅和建筑方向辅助的行人导航算法 被引量:5
8
作者 于飞 白红美 +2 位作者 高伟 赵博 叶攀 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第3期408-413,共6页
针对零速校正过程中航向误差观测性差引起的定位精度低的问题,在零速校正的基础上,采用行人步幅和建筑方向辅助的航向误差校正算法,对系统原有观测量扩维。根据行人运动状态得到步幅航向和建筑方向,建立基于速度误差和航向误差的量测模... 针对零速校正过程中航向误差观测性差引起的定位精度低的问题,在零速校正的基础上,采用行人步幅和建筑方向辅助的航向误差校正算法,对系统原有观测量扩维。根据行人运动状态得到步幅航向和建筑方向,建立基于速度误差和航向误差的量测模型,利用卡尔曼滤波器实现滤波更新。并且研究了RTS平滑算法,对轨迹进行平滑以解决轨迹突变问题。采用荷兰Xsens公司的MTi-G型IMU进行场地试验,通过对比不同算法的定位误差验证算法的有效性。结果表明,当行人运动距离为70 m时,其最大定位误差不超过3.4 m。 展开更多
关键词 IMU 零速校正 行人步幅 建筑方向 RTS平滑 定位误差
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信息双向融合的机器人协同导航方法 被引量:1
9
作者 任仁凯 钱伟行 +2 位作者 彭晨 祝燕华 谢非 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第8期40-43,共4页
根据双足机器人足部惯性导航系统与轮式机器人航位递推/同步定位与建图(SLAM)导航系统不同的误差发散特性构建信息双向融合滤波器,即利用双足机器人导航系统中的误差零速修正(ZUPT)方法减少轮式机器人导航系统误差,并利用轮式机器人导... 根据双足机器人足部惯性导航系统与轮式机器人航位递推/同步定位与建图(SLAM)导航系统不同的误差发散特性构建信息双向融合滤波器,即利用双足机器人导航系统中的误差零速修正(ZUPT)方法减少轮式机器人导航系统误差,并利用轮式机器人导航系统中的SLAM算法在一定环境条件下修正双足机器人的定位误差,从而同步提高两类机器人导航系统的定位与航向精度。实验结果表明:导航系统定位误差约为行进距离的2.3%,在室内等卫星导航系统失效的环境中可有效提高机器人群体导航系统的综合导航性能。 展开更多
关键词 双足机器人 轮式机器人 信息双向融合 同步定位与建图 零速修正
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基于ZIHR航向角修正方法的行人导航算法 被引量:6
10
作者 周广涛 王晴晴 高远 《系统工程与电子技术》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期170-177,共8页
在行人导航系统中,零速修正(zero velocity update,ZUPT)方法能够准确计算出速度误差和水平姿态角误差,但是航向角误差却因其不可观难以估计而极易发散。为了解决航向角误差极易发散的问题,提出了零积分航向角速率(zero integrated head... 在行人导航系统中,零速修正(zero velocity update,ZUPT)方法能够准确计算出速度误差和水平姿态角误差,但是航向角误差却因其不可观难以估计而极易发散。为了解决航向角误差极易发散的问题,提出了零积分航向角速率(zero integrated heading rate,ZIHR)修正方法。推导发现在零速状态下相邻航向角差值和陀螺的漂移及航向角误差存在一定的关系,将此差值作为量测值,在ZUPT的基础上扩展一维量测,将卡尔曼滤波得到的估计值进行反馈校正。通过多组微机电系统(micro-electro mechanical system,MEMS)实物实验验证:提出的ZIHR修正方法能够很好地解决MEMS惯性器件漂移导致的误差累积问题,多组实验的定位误差均小于总行程的2%。 展开更多
关键词 行人导航 零速修正 零积分航向角速率 卡尔曼滤波
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基于秩卡尔曼滤波的室内行人航位推算算法 被引量:20
11
作者 余志鹏 熊剑 +2 位作者 衷卫声 郭杭 钟启林 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期214-220,共7页
针对采用卡尔曼滤波进行室内行人导航数据融合时精度较低的问题,在行人航位推算技术的基础上,提出了一种基于秩卡尔曼滤波(RKF)的行人航位推算导航(PDR)方法。RKF技术由于采用特殊的秩采样机理,可以很好地处理非高斯和非线性系统问题。... 针对采用卡尔曼滤波进行室内行人导航数据融合时精度较低的问题,在行人航位推算技术的基础上,提出了一种基于秩卡尔曼滤波(RKF)的行人航位推算导航(PDR)方法。RKF技术由于采用特殊的秩采样机理,可以很好地处理非高斯和非线性系统问题。通过将RKF技术和零速修正(ZUPT)技术相结合,对室内行人运动中测得的多传感器数据进行融合,实现更加精确的室内行人导航定位。首先,利用零速检测算法从MEMS传感器测量数据中分析得到零速信息;然后,利用得到的零速信息作为ZUPT和RKF算法的信息源参与融合解算得到最终的行人位置;最后实验结果表明,基于RKF的PDR算法相对于采用扩展卡尔曼的行人航位推算算法有一定的提高,使得室内行人导航定位误差减小了18.91%。 展开更多
关键词 室内行人导航 行人航位推算(PDR) 秩卡尔曼滤波(RKF) 零速修正(zupt)
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一种多运动模式下自适应阈值零速修正算法 被引量:10
12
作者 张健敏 修春娣 +1 位作者 杨威 杨东凯 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期636-644,共9页
传统基于微机电惯性测量单元(MEMS-IMU)的惯性导航系统(INS)引入零速修正(ZUPT)算法校正器件的累积误差。但由于ZUPT算法零速判定阈值为固定值,只适合单一运动模式,当室内行人运动轨迹包含多种运动模式时,定位精度下降。对此,提出了一... 传统基于微机电惯性测量单元(MEMS-IMU)的惯性导航系统(INS)引入零速修正(ZUPT)算法校正器件的累积误差。但由于ZUPT算法零速判定阈值为固定值,只适合单一运动模式,当室内行人运动轨迹包含多种运动模式时,定位精度下降。对此,提出了一种多运动模式下自适应阈值ZUPT算法。分析了室内行人包括静止、走、跑、上楼和下楼5种运动模式零速判定阈值的选取,实现了利用随机森林(RF)算法对5种运动模式的分类识别,并根据识别结果对ZUPT算法零速判定阈值进行自适应调整。为了验证本文算法的可行性和有效性,利用MATLAB软件平台对实测数据进行处理,并与传统定位算法进行了比较。3组实验结果表明,当室内行人运动轨迹包括多种运动模式时,相比传统固定阈值的ZUPT算法,引入自适应调整阈值的ZUPT算法可使定位算法的定位精度提高73.83%。 展开更多
关键词 惯性导航系统(INS) 零速修正(zupt) 模式识别 阈值选取 自适应调整
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关于室内外行人无缝导航定位精度研究 被引量:8
13
作者 王凯龙 郭杭 《计算机仿真》 北大核心 2018年第9期450-454,479,共6页
在室内外复杂环境下行人定位的准确性有助于人员安全的保障,提高行人无缝定位精度是研究的重点。为解决目前的行人导航在室内外环境下定位不连续、精度较低的问题,提出了一种基于北斗/GPS/IMU的行人无缝导航定位方法。采用北斗/GPS的双... 在室内外复杂环境下行人定位的准确性有助于人员安全的保障,提高行人无缝定位精度是研究的重点。为解决目前的行人导航在室内外环境下定位不连续、精度较低的问题,提出了一种基于北斗/GPS/IMU的行人无缝导航定位方法。采用北斗/GPS的双模定位,解决了可视卫星数量少,空间几何分布差的问题。在卫星失锁时,根据行人行走具有周期性的特点,基于IMU设计了一种多条件约束的零速检测算法;采用零速修正算法,设计了以速度和角速度信息作为量测值的扩展卡尔曼滤波器,并在零速阶段对系统误差状态量进行补偿从而减缓惯性传感器随时间发散的问题。实验结果显示,行人室外定位精度可达厘米级,室内误差占比约为1%。算法实现了较高精度的行人无缝导航。 展开更多
关键词 行人无缝导航 双模定位 零速检测 扩展卡尔曼滤波
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捷联惯导零速修正技术中姿态误差反馈方法的比较研究 被引量:2
14
作者 于瑞强 柴华 柴艳菊 《城市勘测》 2020年第4期59-64,共6页
零速修正是在卫星观测不可获得时,减小陆地惯性导航系统时间积累误差,提高导航精度的有效手段。本文基于卡尔曼滤波零速修正的数学模型,探讨了在零速修正中姿态反馈方案、单次零速修正时长、零速修正频次对导航精度的影响。通过基于捷联... 零速修正是在卫星观测不可获得时,减小陆地惯性导航系统时间积累误差,提高导航精度的有效手段。本文基于卡尔曼滤波零速修正的数学模型,探讨了在零速修正中姿态反馈方案、单次零速修正时长、零速修正频次对导航精度的影响。通过基于捷联式IMU跑车试验和多次短时长停车,验证了在零速修正的卡尔曼滤波估计中将姿态误差进行闭环反馈的必要性。试验结果表明,在将姿态误差闭环反馈后,通过多个时长短至30 sec的零速修正过程即可将导航精度维持在100 m的量级;在同一条测线上零速修正的次数越多,则导航精度越高且导航轨迹越平滑。 展开更多
关键词 惯性导航 零速修正 卡尔曼滤波 反馈校正
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Heading constraint algorithm for foot-mounted PNS using low-cost IMU 被引量:2
15
作者 GUI Jing ZHAO Heming XU Xiang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2022年第3期727-736,共10页
Foot-mounted pedestrian navigation system(PNS)is a common solution to pedestrian navigation using micro-electro mechanical system(MEMS)inertial sensors.The inherent problems of inertial navigation system(INS)by the tr... Foot-mounted pedestrian navigation system(PNS)is a common solution to pedestrian navigation using micro-electro mechanical system(MEMS)inertial sensors.The inherent problems of inertial navigation system(INS)by the traditional algorithm,such as the accumulated errors and the lack of observation of heading and altitude information,have become obstacles to the application and development of the PNS.In this paper,we introduce a heuristic heading constraint method.First of all,according to the movement characteristics of human gait,we use the generalized likelihood ratio test(GLRT)detector and introduce a time threshold to classify the human gait,so that we can effectively identify the stationary state of the foot.In addition,based on zero velocity update(ZUPT)and zero angular rate update(ZARU),the cumulative error of the inertial measurement unit(IMU)is limited and corrected,and then a heuristic heading estimation is used to constrain and correct the heading of the pedestrian.After simulation and experiments with low-cost IMU,the method is proved to reduce the localization error of end-point to less than 1%of the total distance,and it has great value in application. 展开更多
关键词 pedestrian navigation system(PNS) zero velocity update(zupt) gait detection heading constraint
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基于多传感器零速修正的消防员定位算法研究 被引量:1
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作者 牛仁杰 程玉 +3 位作者 陈帅 陈曦 廖泽俣 袁思思 《导航与控制》 2023年第2期76-83,共8页
针对消防员在地下矿洞、隧道、室内等救援环境中存在因卫星拒止而导致的定位精度差的问题,设计了一种基于多传感器零速修正(Zero-velocity Update,ZUPT)的消防员定位方法。该方法以捷联惯导零速修正为基础,磁强计、高度计为辅进行定位,... 针对消防员在地下矿洞、隧道、室内等救援环境中存在因卫星拒止而导致的定位精度差的问题,设计了一种基于多传感器零速修正(Zero-velocity Update,ZUPT)的消防员定位方法。该方法以捷联惯导零速修正为基础,磁强计、高度计为辅进行定位,将惯性传感器、磁强计、高度计固连在鞋上,根据消防员行走过程中脚底完全接触到地面时速度基本为零这一特点,通过Kalman滤波对捷联惯导输出的导航信息进行修正,可实现无信标环境下消防员自主定位。通过半实物仿真实验采集离线数据并计算定位结果,验证了算法的有效性,误差比不超过1%D。 展开更多
关键词 零速修正 组合导航 行人导航 KALMAN滤波 惯性器件
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基于足绑式INS的行人导航三轴磁强计在线校准 被引量:13
17
作者 张新喜 张嵘 +2 位作者 郭美凤 程高峰 牛树来 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期211-217,共7页
基于低成本微电子机械系统(MEMS)惯性传感器的足绑式惯性导航系统(INS)是行人自主导航常用的一种方式,足绑式INS可与磁强计组合来约束航向角误差,但磁强计存在误差需要校准。该文提出了适合行人导航的磁强计误差模型和在线校准算法。根... 基于低成本微电子机械系统(MEMS)惯性传感器的足绑式惯性导航系统(INS)是行人自主导航常用的一种方式,足绑式INS可与磁强计组合来约束航向角误差,但磁强计存在误差需要校准。该文提出了适合行人导航的磁强计误差模型和在线校准算法。根据磁强计的误差特性和足绑式INS的机动性,建立了磁强计误差变量的状态方程和观测方程,利用扩展Kalman滤波器(EKF)对三轴磁强计误差进行在线估计和实时校准,利用零速修正(ZUPT)算法和磁航向角约束算法对足绑式INS的误差进行约束。为验证算法的有效性,在操场进行了一圈徒步行走实验。实验结果表明:使用磁强计误差在线辨识和校准算法后,与未进行磁强计误差校准相比,行人导航东向终点误差由-110.7m减小到1.8m,北向终点误差由37.8m减小到5.2m,磁强计误差得到有效校正。该算法实现了基于足绑式INS的行人导航磁强计误差在线校准,大幅提高了行人自主导航的定位精度。 展开更多
关键词 行人导航 足绑式惯性导航系统(INS) 零速修正(zupt) 扩展Kalman滤波器(EKF) 磁强计校准
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一种优化的零速检测行人导航算法 被引量:3
18
作者 孟祥宾 潘献飞 胡小平 《导航与控制》 2016年第4期26-31,共6页
针对军事上对单兵定位和民用领域为行人提供位置服务的需求,提出了足部固定MIMU的行人导航算法。利用人体行走过程中脚部与地面相接触的静止时间段,采用零速更新(Zero Velocity Update,ZVU)对INS继续对准或标定,而零速检测又是实现零速... 针对军事上对单兵定位和民用领域为行人提供位置服务的需求,提出了足部固定MIMU的行人导航算法。利用人体行走过程中脚部与地面相接触的静止时间段,采用零速更新(Zero Velocity Update,ZVU)对INS继续对准或标定,而零速检测又是实现零速修正的基础。研究对比了在足部固定MIMU进行零速检测的常用方法,针对常用算法阈值自适应性差,无法检测步速变化转弯等一些异常情况对行人零速检测产生误判等问题,提出优化的零速判断算法,使得加速度计信号和陀螺仪信号综合应用到零速检测。最后,利用改进算法设计行人室内平地正常行走(大约5km/h)包含步速变化和转弯过程的实验。实验结果表明,优化的零速检测算法相比之前的常用算法,能更准确地检测零速并进行修正,对导航轨迹和导航误差有更好的修正效果。 展开更多
关键词 行人导航 MIMU 零速检测 检测算法
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Low-complexity online correction and calibration of pedestrian dead reckoning using map matching and GPS 被引量:3
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作者 Fabian Hölzke Johann-P.Wolff +1 位作者 Frank Golatowski Christian Haubelt 《Geo-Spatial Information Science》 SCIE CSCD 2019年第2期114-127,I0004,共15页
Dead Reckoning is a relative positioning scheme that is used to infer the change of position relative to a point of origin by measuring the traveled distance and orientation change.Pedestrian Dead Reckoning(PDR)applie... Dead Reckoning is a relative positioning scheme that is used to infer the change of position relative to a point of origin by measuring the traveled distance and orientation change.Pedestrian Dead Reckoning(PDR)applies this concept to walking persons.The method can be used to track someone's movement in a building after a known landmark like the building's entrance is registered.Here,the movement of a foot and the corresponding direction change is measured and summed up,to infer the current position.Measuring and integrating the corresponding physical parameters,e.g.using inertial sensors,introduces small errors that accumulate quickly into large distance errors.Knowledge of a buildings geography may reduce these errors as it can be used to keep the estimated position from moving through walls and onto likely paths.In this paper,we use building maps to improve localization based on a single foot-mounted inertial sensor.We describe our localization method using zero velocity updates to accurately compute the length of individual steps and a Madgwick filter to determine the step orientation.Even though the computation of individual steps is quite accurate,small errors still accumulate in the long term.We show how correction algorithms using likely and unlikely paths can rectify errors intrinsic to pedestrian dead reckoning tasks,such as orientation and displacement drift,and discuss restrictions and disadvantages of these algorithms.We also present a method of deriving the initial position and orientation from GPS measurements.We verify our PDR correction methods analyzing the corrected and raw trajectories of six participants walking four routes of varying length and complexity through an office building,walking each route three times.Our quantitative results show an endpoint accuracy improvement of up to 60%when using likely paths and 23%when using unlikely paths.However,both approaches can also decrease accuracy in certain scenarios.We identify those scenarios and offer further ideas for improving Pedestrian Dead Reckoning methods. 展开更多
关键词 Indoor localization Pedestrian Dead Reckoning(PDR) Inertial Navigation System(INS) map matching zero velocity update(zupt)
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陆用惯性导航系统技术发展综述 被引量:12
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作者 王洪先 《光学与光电技术》 2019年第6期77-85,共9页
陆用惯性导航系统为陆军武器平台及载体提供自主定位定向和运动状态测量手段,是战场统一坐标基准的保证和陆军主战装备的重要组成部分。在论述陆用惯性导航系统特征的基础上,从陆用惯性导航及组合导航技术体制出发,分析了陆用导航技术... 陆用惯性导航系统为陆军武器平台及载体提供自主定位定向和运动状态测量手段,是战场统一坐标基准的保证和陆军主战装备的重要组成部分。在论述陆用惯性导航系统特征的基础上,从陆用惯性导航及组合导航技术体制出发,分析了陆用导航技术工程应用中面临的问题,分别阐述了针对这些问题国内外学者主要采取的解决思路,列举了相应技术体制下的国外典型定位定向装备,以此对未来陆用惯性导航系统的发展趋势做出展望。 展开更多
关键词 陆用惯性导航 组合导航 零速修正 里程计 全球卫星导航系统
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