行人导航系统中航迹推算参数估计方法的研究 被引量：14

1

作者 田增山 朝磊 +1 位作者 邢培基 苟举 《电子技术应用》 北大核心 2009年第12期84-87,共4页

将GPS/DR组合导航技术应用到行人导航系统中。利用加速度计对行人步态进行判别,将神经网络用于行人步幅信息的标定。同时利用电子罗盘实现方位角的测量,并结合加速度计信息进行倾斜角度的误差补偿。现场测试结果表明,本文提出的DR参数... 将GPS/DR组合导航技术应用到行人导航系统中。利用加速度计对行人步态进行判别,将神经网络用于行人步幅信息的标定。同时利用电子罗盘实现方位角的测量,并结合加速度计信息进行倾斜角度的误差补偿。现场测试结果表明,本文提出的DR参数估计方法不但提高参数估计的精度,而且能够满足行人导航定位的要求。 展开更多

关键词 航迹推算 行人导航系统 步态判别 神经网络

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基于MIMU的行人导航算法研究 被引量：12

2

作者 周启帆 张海 +1 位作者 常艳红 车欢 《系统仿真技术》 2010年第4期281-286,共6页

行人导航系统(Pedestrian Navigation System,PNS)为实时确定行人当前所在位置的定位导航系统,可记录人的步行轨迹或指引人抵达预设目的地。行人导航算法是由三轴MEMS(微电子机械系统)陀螺、MEMS加速度计构成的MIMU(微型惯性测量单元)... 行人导航系统(Pedestrian Navigation System,PNS)为实时确定行人当前所在位置的定位导航系统,可记录人的步行轨迹或指引人抵达预设目的地。行人导航算法是由三轴MEMS(微电子机械系统)陀螺、MEMS加速度计构成的MIMU(微型惯性测量单元)和三轴磁阻传感器组合搭建的测量装置,置于行人腰部感受其行走时的运动,首先利用加速度计输出进行步态识别,其次建立步长与步长系数、步速之间的关系,使用最小二乘法标定步长系数的方法,实现了步长计算因人的行走速度、人与人行走方式不同的自适应调节,提高了步长的计算精度,最后融合捷联航向和磁航向计算行进方向,使用航迹递推计算轨迹。经测试,此算法具有较高的定位精度。 展开更多

关键词 微型惯性测量单位 步态识别 步长系数 行人导航系统

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基于MEMS惯性传感器的高精度步长估计算法（英文） 被引量：9

3

作者 路永乐 陈永炜 +3 位作者 邸克 郭俊启 余跃 刘宇 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期167-172,共6页

针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值... 针对传统计步算法精度低适用性不高的问题,提出了一种基于MEMS足部定位模块的高精度自适应步长估计算法。首先通过分析行人步态的周期特征,精确地判断每个步态周期中单脚离地和落地的时间差值,采用零速更新法结合时间阈值、加速度阈值和加速度方差阈值进行步态检测;然后对转换后地理坐标系下传感器信号进行双重积分,计算出行人每一步的空间轨迹,无需进行前期步长数据采集或者生物模型参数提取,即可实现对行人步长的精确估计。在AHRS_box惯性传感器模块上进行了实验,结果表明该算法估计得出的步长和行走距离误差均小于2.5%,证实了该算法的有效性。 展开更多

关键词 行人导航系统 步长 步态 零速更新 MEMS惯性传感器

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基于自适应步长约束的行人导航系统误差修正算法 被引量：5

4

作者 路永乐 惠嘉威 +2 位作者 杨杰 罗毅 修蔚然 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第2期126-131,140,共7页

基于惯性传感器的行人导航系统定位精度随时间累积下降,根据捷联惯导理论和人体运动学特征,提出基于自适应步长约束的行人导航误差修正算法。所提算法首先利用零速检测划分行人运动区间,其次根据加速度信息利用自适应步长估计模型计算... 基于惯性传感器的行人导航系统定位精度随时间累积下降,根据捷联惯导理论和人体运动学特征,提出基于自适应步长约束的行人导航误差修正算法。所提算法首先利用零速检测划分行人运动区间,其次根据加速度信息利用自适应步长估计模型计算各区间内步长,最后通过零速修正与步长约束模型修正导航误差。实验将WT901BC姿态仪固定于行人脚跟,并围绕闭环路径行走进行算法验证。实验结果表明,相比于零速修正,经过自适应步长约束算法修正后,行进240 m后起点、终点间距离误差平均值由2.50 m下降至0.18 m,导航闭环误差平均值由1.04%D下降至0.07%D,有效提高行人导航系统的定位精度。 展开更多

关键词 行人导航系统 惯性测量单元 零速修正 步长约束 误差修正

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基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法 被引量：8

5

作者 王晓雷 闫双建 +4 位作者 李栋豪 曹玲芝 郑晓婉 张吉涛 张庆芳 《科学技术与工程》 北大核心 2019年第1期159-165,共7页

为了减小行人导航过程中的误差,提出基于支持向量机分类决策的零速反馈修正方法。根据行人足部运动特点,构建行人足部运动模型,利用支持向量机决策方法对足部运动样本数据进行训练和提取数据特征,建立超平面方程。通过超平面函数对行人... 为了减小行人导航过程中的误差,提出基于支持向量机分类决策的零速反馈修正方法。根据行人足部运动特点,构建行人足部运动模型,利用支持向量机决策方法对足部运动样本数据进行训练和提取数据特征,建立超平面方程。通过超平面函数对行人足部运动数据进行分类和决策,辨别区分静止段和运动段。在零速静止段,对惯性导航解算的速度、角速度和方向进行修正,利用扩展卡尔曼滤波递推方法进行方向、速度和位置误差跟踪。进行了行人按既定路径的行走跟踪实验,结果表明,设计的行人导航系统能够使行人行走轨迹与设定路径完全吻合,多次测试数据最大误差小于2. 5%,平均误差为1. 94%。因此,基于支持向量机分类决策的行人导航零速修正方法能够准确地对行人轨迹进行跟踪和定位。 展开更多

关键词 行人导航系统 支持向量机 零速检测 零速修正 扩展卡尔曼滤波

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基于足间距信息辅助的行人三维惯性定位算法

6

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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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：1

7

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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MEMS惯性鞋式行人导航系统 被引量：1

8

作者 宋丽君 路明慧 +4 位作者 赵思晗 周彬 王金虎 郑普亮 刘峰秀 《飞控与探测》 2023年第5期61-68,共8页

以微机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性器件为测量单元,搭建行人导航硬件系统并进行系统软件设计,硬件系统选用STM32F405作为核心处理器。通过分析行人脚步运动特点,设计零速修正行人导航算法,通过零速修正卡尔曼滤... 以微机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性器件为测量单元,搭建行人导航硬件系统并进行系统软件设计,硬件系统选用STM32F405作为核心处理器。通过分析行人脚步运动特点,设计零速修正行人导航算法,通过零速修正卡尔曼滤波器单一条件和三条件的零速检测方法进行导航姿态、速度和位置误差评估,并进行鞋式导航实物实验验证。实验结果表明,所设计的鞋式行人导航算法行之有效,并为行人导航系统实际应用指明了研究方向。 展开更多

关键词 行人导航系统 鞋式导航 零速修正卡尔曼滤波器 STM32F405

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行人导航系统设计与IMU模块数据预处理 被引量：3

9

作者 王建东 刘云辉 +1 位作者 宋宝泉 蔡宣平 《电测与仪表》 北大核心 2006年第11期19-22,共4页

设计了一种具有数据采集、数据处理以及显示终端的行人导航系统,其中的惯性测量模块采用了基于微机电系统的传感器,它包括三轴加速度传感器、三轴陀螺和三轴磁阻传感器。这种惯性测量模块具有体积小、功耗低、成本低的优点。详细分析了... 设计了一种具有数据采集、数据处理以及显示终端的行人导航系统,其中的惯性测量模块采用了基于微机电系统的传感器,它包括三轴加速度传感器、三轴陀螺和三轴磁阻传感器。这种惯性测量模块具有体积小、功耗低、成本低的优点。详细分析了行人导航系统的误差来源,提出了三轴加速度传感器和三轴磁场传感器的非正交误差模型。并运用基于最小二乘的方法实现了一种自动初始校准算法。实验结果表明,这种自动初始校准算法可以有效地消除了该模块的固定偏差、比例误差以及非正交误差。 展开更多

关键词 行人导航系统 微机电系统 惯性测量单元 初始校准

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基于人体运动学辅助的可穿戴式行人导航系统 被引量：3

10

作者 张苗 许建新 +2 位作者 黄欣 殷德全 熊智 《导航与控制》 2018年第4期1-6,13,共7页

针对行人导航定位问题,研究了基于人体运动学辅助的可穿戴式行人导航系统实现的关键技术。首先基于人体运动学原理构建了零速检测模型,使用最优综合判断条件有效检测出对应的零速时刻,实时进行速度和姿态的更新修正。在检测到零速时刻时... 针对行人导航定位问题,研究了基于人体运动学辅助的可穿戴式行人导航系统实现的关键技术。首先基于人体运动学原理构建了零速检测模型,使用最优综合判断条件有效检测出对应的零速时刻,实时进行速度和姿态的更新修正。在检测到零速时刻时,将速度误差、位置误差作为观测量,经Kalman滤波估计惯导系统误差并进行反馈校正,抑制惯导系统的误差,提高导航定位精度。研制了集信息采集、数据传输、导航解算与监控显示于一体的可穿戴式行人导航系统,可对行人的运动状态进行实时监控。所设计的基于人体运动学辅助的可穿戴式行人导航系统,平均定位误差小于行走距离的1.1%,最大不超过1.7%,验证了本系统的可靠性和适用性。 展开更多

关键词 人体运动学辅助 零速修正 KALMAN滤波 行人导航系统

原文传递

基于惯性传感器的动态步长算法研究 被引量：2

11

作者 刘宇 王伊冰 +3 位作者 路永乐 张欣 陈燕苹 龚爽 《压电与声光》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期766-769,774,共5页

行人步态参数的精确估计是行人自主导航系统和行人健康监测的关键技术之一。针对当前行人自主导航系统中步长估算算法精度低和弱适应性的问题,提出了一种计算行人动态步长算法。首先对行人的步态特征进行分解,利用改进的零速检测确定行... 行人步态参数的精确估计是行人自主导航系统和行人健康监测的关键技术之一。针对当前行人自主导航系统中步长估算算法精度低和弱适应性的问题,提出了一种计算行人动态步长算法。首先对行人的步态特征进行分解,利用改进的零速检测确定行人运动状态,采用卡尔曼滤波技术降低惯性传感器中累积误差的影响,再对进行滤波和坐标转换后的加速度进行双重积分,最终得到行人脚尖的运动轨迹。通过采用MTI-700惯性模块设计实验并进行实验验证。结果表明,该文提出的步长算法计算的步长与行人实际步长的误差低于3.0%。与现有的行人动态步长算法相比,该算法首次计算出行人脚尖的运动轨迹,精度较高且适应强,在行人自主导航及行人健康监测领域具有较大的应用价值。 展开更多

关键词 惯性传感器 卡尔曼滤波 动态步长 零速检测 行人导航系统 行人健康监测

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行人惯性导航系统平台设计与实现 被引量：8

12

作者 万骏炜 曾庆化 +2 位作者 陈磊江 陈维娜 邓孝逸 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第2期45-47,170,共4页

为了满足日益迫切的个人自主导航需求,设计具有实时导航功能的行人惯性导航系统平台。系统平台由搭载低成本MEMS(Micro Electro Mechanic System)惯性器件的硬件平台和基于VC编写的上位机软件平台组成。重点研究行人导航算法、系统平台... 为了满足日益迫切的个人自主导航需求,设计具有实时导航功能的行人惯性导航系统平台。系统平台由搭载低成本MEMS(Micro Electro Mechanic System)惯性器件的硬件平台和基于VC编写的上位机软件平台组成。重点研究行人导航算法、系统平台搭建、传感器在线标定和信息实时处理。多次行走实验的实时导航误差均在2%以内,证明该导航系统平台在不依赖于外界信息的情况下具有良好的实时自主导航性能。 展开更多

关键词 行人惯性导航系统 实时 在线标定 零速检测

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基于MEMS的室内定位系统研究与设计

13

作者 马文君 陈成 +2 位作者 周嘉彬 许卫卫 章彬彬 《山东工业技术》 2016年第10期259-260,共2页

MEMS传感器的室内定位系统,实现一种完全自主无盲区,具有数据采集、数据处理以及显示终端的功能,本文主要对采用了MEMS传感器模块进行测量行人运动参数,并通过定位计算机进行解算,实时确定行人行进方向、速度、位置等信息的室内定位系... MEMS传感器的室内定位系统,实现一种完全自主无盲区,具有数据采集、数据处理以及显示终端的功能,本文主要对采用了MEMS传感器模块进行测量行人运动参数,并通过定位计算机进行解算,实时确定行人行进方向、速度、位置等信息的室内定位系统进行设计与研究。 展开更多

关键词 行人惯性导航系统 零速检测 实时定位 设计

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