基于纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位系统研究

针对GPS与IMU组合导航定位系统在不同应用场景下,存在GPS无线信号失锁和惯性传感器导航解算过程误差累积等问题,提出了一种纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位方法。利用惯性传感器采集铁路巡检员的足部数据,并分析其运动特征;提出机器学习智能分类算法,检测行人在行走过程中的静止阶段和运动阶段。在初始状态下进行初始对准,以确定初始方位;在零速状态下,通过扩展卡尔曼滤波估计航向误差、角速度误差、速度误差,实现导航解算的姿态、速度和位置的零速修正。对比巡检员导航实验与GPS RTK差分定位实验发现,提出的基于纯惯性导航系统的智慧铁路人员定位系统可以准确跟踪巡检员的实时位置,并且平均误差为2.674%,最大误差不超过3.3%。