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多条件约束的行人导航零速区间检测算法 被引量：27
1
作者 田晓春 陈家斌 +2 位作者 韩勇强 杨黎明 尹静源 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期1-5,共5页
针对MEMS惯性传感器存在漂移大、器件精度低的问题,结合行人导航系统应用需求,在分析行人运动步态的基础上,设计了一种多条件约束的行人步态零速区间检测算法。该方法综合利用足部传感器输出参量的模值、方差、幅值、峰值并通过设定阈... 针对MEMS惯性传感器存在漂移大、器件精度低的问题,结合行人导航系统应用需求,在分析行人运动步态的基础上,设计了一种多条件约束的行人步态零速区间检测算法。该方法综合利用足部传感器输出参量的模值、方差、幅值、峰值并通过设定阈值来提取步态中的零速点,多条件约束有效地降低了误判的可能性。最后,采用该方法对不同步速下行走过程中的零速区间进行检测,结果表明利用多条件约束法计算得到的零速区间数与实际运动步态中的零速区间数完全一致。此外,零速区间的准确提取也为后续开展行人导航速度解算误差修正算法的研究提供了依据。 展开更多
关键词 行人导航 步态分析 零速区间 微惯性测量单元
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基于伪标准差和N-P准则的行人导航零速检测 被引量：10
2
作者 戴洪德 李松林 +1 位作者 周绍磊 全闻捷 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第6期701-707,共7页
针对行人导航零速检测存在误判、漏判且判别阈值难以随行走速度及不同行人在线调整的问题,提出了一种基于伪标准差和N-P(Neyman-Pearson)准则的检测方法。首先通过分析行走过程中陀螺仪模值的特性,构造了一个融合了两个特征量的伪标准差... 针对行人导航零速检测存在误判、漏判且判别阈值难以随行走速度及不同行人在线调整的问题,提出了一种基于伪标准差和N-P(Neyman-Pearson)准则的检测方法。首先通过分析行走过程中陀螺仪模值的特性,构造了一个融合了两个特征量的伪标准差,提高了零速区间与非零速区间的区分度,降低了误判和漏判的概率。然后通过行走实验数据分别得到了零速区间和非零速区间的伪标准差概率密度曲线,将零速检测转化为一个二分类问题,利用N-P准则推导得到这个二分类问题的判别规则和判别阈值。最后经过不同行人、不同速度的行走实验,验证了该方法准确有效,并能适应多种步速,平均检测精度达到了99.67%,与传统的三条件、四条件检测法相比,降低了零速检测算法的复杂性、提高了检测精度,而且增强了算法在不同行走速度和不同行人间的适应性。 展开更多
关键词 行人导航 步态分析 零速区间 伪标准差 N-P准则 概率密度函数
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一种用于足绑式行人惯性导航的区间搜索零速检测器 被引量：12
3
作者 陈泽 潘献飞 +1 位作者 陈昶昊 吴美平 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第6期709-715,共7页
针对在足绑式惯性行人导航系统中,传统阈值法零速检测器自适应差的问题,设计了一种区间搜索零速检测器,基于足部运动中的惯性数据特征自适应地搜索到最优的零速区间。以足部运动的一个步态周期作为零速区间搜索的基本单元,然后在基本单... 针对在足绑式惯性行人导航系统中,传统阈值法零速检测器自适应差的问题,设计了一种区间搜索零速检测器,基于足部运动中的惯性数据特征自适应地搜索到最优的零速区间。以足部运动的一个步态周期作为零速区间搜索的基本单元,然后在基本单元中对加速度信息进行处理,将原始数据通过非线性函数映射到搜索空间中对数据差异化放大,最后利用在搜索空间数据收敛性确定最优零速区间。实验表明,在正常行走情况下,区间搜索零速检测器不需要参数调节,检测结果与具有最优阈值的SHOE方法匹配度约97.54%,定位精度在3 m/18 min以内。与改进的自适应零速检测器Adaptive-SHOE相比,性能相当,零速检测结果匹配度约98.51%。但是在多种运动混合情况下,Adaptive-SHOE失效,区间搜索零速检测正常工作。区间搜索法的结果与具有最优阈值的SHOE方法匹配度约89.12%,但是精度优于SHOE。区间搜索零速检测器具有较好的工程应用价值。 展开更多
关键词 惯性行人导航 区间搜索零速检测器 搜索空间 最优零速区间
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基于foot-mounted IMU零速区间的行人步态检测算法 被引量：1
4
作者 李飞 王朋远 《城市勘测》 2019年第4期97-101,共5页
基于足部MEMS-IMU的捷联惯性导航技术,高精度步态检测是导航修正的关键。利用MEMS-IMU多种特征值,提出了行走和跑步的两种步态检测算法。在行走状态下,采用加速度、角速度,足部着地和跨步时间的多条件约束实现零速区间检测。在跑步状态... 基于足部MEMS-IMU的捷联惯性导航技术,高精度步态检测是导航修正的关键。利用MEMS-IMU多种特征值,提出了行走和跑步的两种步态检测算法。在行走状态下,采用加速度、角速度,足部着地和跨步时间的多条件约束实现零速区间检测。在跑步状态时,针对现在跑步步态检测研究的空缺,提出了通过步伐探测和跨步探测的方法,并结合多条件约束,实现零速区间检测。实验结果表明:行走和跑步状态的步态检测正确率达99%以上,实现了高精度步态检测与计步。 展开更多
关键词 MEMS 零速区间检测 步态检测 跑步状态步态检测 计步
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基于观测器的伺服系统低速摩擦补偿分析 被引量：7
5
作者 李书训 姚郁 马杰 《电机与控制学报》 EI CSCD 2000年第1期27-30,共4页
针对两种不同的非线性摩擦观测器，推导了基于无刷直流电动机非线性模型的零速度时间间隔△Ｔ解析表达式，通过仿真证实，利用基于库仑摩擦模型的摩擦观测器可以有效地改善系统的低速控制性能。
关键词 无刷直流电动机 摩擦补偿 观测器 伺服系统
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基于惯性传感器的上肢位置跟踪 被引量：7
6
作者 吴斌 刘丽明 +1 位作者 薛婷 张晓东 《测控技术》 CSCD 2018年第6期64-67,71,共5页
为辅助中风病人的康复训练,设计了一种手腕固定惯性测量单元的上肢位置跟踪方案。导航定位算法采用传统的捷联惯性导航解算算法,并在此基础上根据标准康复训练中手臂做屈伸运动时速度周期性为零的特征,引入零速修正技术(ZUPT)。采用姿... 为辅助中风病人的康复训练,设计了一种手腕固定惯性测量单元的上肢位置跟踪方案。导航定位算法采用传统的捷联惯性导航解算算法,并在此基础上根据标准康复训练中手臂做屈伸运动时速度周期性为零的特征,引入零速修正技术(ZUPT)。采用姿态检测最优算法检测零速区间,将此时惯性导航解算的速度作为量测值进行Kalman滤波,对系统的速度、姿态、位置、加速度计和陀螺仪常值零偏误差进行估计,将估计结果反馈以修正捷联惯性导航的累积误差。同时在Kalman滤波的基础上设计了固定区间RTS平滑算法,解决了零速修正引起的运动轨迹的突变问题。实验结果证明,该方案可以有效地实现上肢位置跟踪,在运动时间为108 s的情况下,定位误差为运动路程的0.089%。 展开更多
关键词 捷联惯性导航 零速检测 卡尔曼滤波 固定区间平滑
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速度反向区间的非线性摩擦分析与控制补偿研究 被引量：1
7
作者 崔宪莉 孙容磊 熊有伦 《组合机床与自动化加工技术》 2006年第3期39-41,46,共4页
在分析数控系统中X-Y工作台静摩擦力特性的基础上,针对影响速度过零点运动性能的非线性摩擦因素,提出一种便于工程应用的摩擦力补偿方法。为了辨别速度反向时的摩擦力状态,导出了用加速度表示的零速度时间间隔表达式,给出了用零速度时... 在分析数控系统中X-Y工作台静摩擦力特性的基础上,针对影响速度过零点运动性能的非线性摩擦因素,提出一种便于工程应用的摩擦力补偿方法。为了辨别速度反向时的摩擦力状态,导出了用加速度表示的零速度时间间隔表达式,给出了用零速度时间间隔辨别摩擦力状态的摩擦补偿模型。实验结果表明,所提出的摩擦补偿模型有效地改善了系统极低速和速度反向运动区域的控制性能。 展开更多
关键词 零速度时间间隔 摩擦补偿 X—Y工作台 数控系统
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基于微惯性传感器的行人室内定位方法
8
作者 冯冲 孙宇 黄亮 《河南科学》 2022年第5期701-708,共8页
为满足人们对室内定位的需求,设计了一种利用微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)与惯性导航系统相结合的微惯性传感器(MEMS-IMU)用于行人室内导航定位.为进一步提高所设计的微惯性传感器(MEMS-IMU)的定位精度,提出了一... 为满足人们对室内定位的需求,设计了一种利用微机电系统(Micro Electro Mechanical System,MEMS)与惯性导航系统相结合的微惯性传感器(MEMS-IMU)用于行人室内导航定位.为进一步提高所设计的微惯性传感器(MEMS-IMU)的定位精度,提出了一种基于微惯性传感器(MEMS-IMU)的行人室内定位方法,该方法首先通过滑动窗口加速度方差算法采集零速区间,然后利用基于卡尔曼滤波的零速修正算法对零速区间进行修正.此外,通过实验对所提出的行人室内定位方法的可行性和精确性进行了验证.实验结果表明:所设计的MEMS-IMU具有较好的定位精度;通过滑动窗口加速度方差算法可以准确提取零速区间;经过基于卡尔曼滤波的零速修正算法修正后,所设计的微惯性传感器的定位精度明显提升;按照本研究提出的行人室内定位方法进行行人室内导航定位时,行人在室内行走100 m所产生的最终平面误差小于0.5 m,说明本研究提出的行人室内定位方法具有较好的可行性和精确性. 展开更多
关键词 室内定位 微惯性传感器 卡尔曼滤波 零速修正 零速区间
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足绑式PNS自适应滑动平均零速区间检测方法 被引量：1
9
作者 陈克川 李保国 +1 位作者 刘思庆 李淑影 《导航与控制》 2018年第2期95-100,52,共7页
针对足绑式个人导航系统(PNS)中,传统的滑动平均算法对零速区间检测的延迟问题,设计了一种基于自适应滑动平均算法,对零速区间进行检测。首先对比力模值和角速率模值进行滑动平均,根据平均后数据的变化趋势,通过比较样本方差,设置一个... 针对足绑式个人导航系统(PNS)中,传统的滑动平均算法对零速区间检测的延迟问题,设计了一种基于自适应滑动平均算法,对零速区间进行检测。首先对比力模值和角速率模值进行滑动平均,根据平均后数据的变化趋势,通过比较样本方差,设置一个自适应的滑动时间窗口来判断行人是否静止。该方法既能避免由于平滑算法带来的延时问题,又能够消除抖动干扰造成的误检,从而得到准确的零速区间。行走实验验证了本文方法的有效性,自适应滑动平均算法的导航精度提高了50%。 展开更多
关键词 个人导航系统 自适应滑动平均 零速区间检测
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