【摘要】：近年來,隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展,人們對位置信息的需求日趨增長并從室外拓展到室內(nèi),全球?qū)Ш蕉ㄎ患夹g(shù)經(jīng)過幾十年的發(fā)展在室外導(dǎo)航定位中的應(yīng)用已經(jīng)相當(dāng)成熟,并成功應(yīng)用到百度、高德等位置服務(wù)軟件中,然而在室內(nèi)由于建筑物的遮擋導(dǎo)致衛(wèi)星信號無法被接收,成熟的室外定位技術(shù)無法應(yīng)用在室內(nèi)。所幸的是各種室內(nèi)定位技術(shù)不斷發(fā)展,行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR)技術(shù)就是其中一種,該技術(shù)利用行人運(yùn)動(dòng)過程中采集的加速度、陀螺儀等傳感器數(shù)據(jù)來判斷行人當(dāng)前狀態(tài),推算出行人運(yùn)動(dòng)時(shí)每步的步長與航向,從而確定行人當(dāng)前所處的位置坐標(biāo)。本文針對實(shí)驗(yàn)需要,基于安卓平臺開發(fā)了傳感器數(shù)據(jù)采集軟件,同時(shí)運(yùn)用JAVA語言開發(fā)程序分別結(jié)合手機(jī)中的加速度計(jì)與氣壓計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)步長估計(jì)、結(jié)合重力計(jì)和磁力計(jì)以及陀螺儀數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)手機(jī)的姿態(tài)解算、利用氣壓計(jì)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)測高,最終通過室內(nèi)三維定位程序?qū)Σ杉亩鄠鞲衅鲾?shù)據(jù)進(jìn)行處理與定位效果分析。研究內(nèi)容主要有以下部分:1、開發(fā)安卓軟件來采集多傳感器數(shù)據(jù),同時(shí)采用低通濾波等方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。詳細(xì)介紹了室內(nèi)定位的發(fā)展現(xiàn)狀以及理論研究基礎(chǔ),對現(xiàn)有的室內(nèi)定位算法進(jìn)行了理論學(xué)習(xí)并對部分算法完成了公式推導(dǎo)、程序設(shè)計(jì)以及結(jié)果分析。2、在學(xué)習(xí)現(xiàn)有步頻探測方法的基礎(chǔ)上,引入氣壓計(jì)數(shù)據(jù)對行人上下樓以及乘坐電梯狀態(tài)進(jìn)行識別,提出了“跨步監(jiān)測+閾值判斷+狀態(tài)識別”的步態(tài)探測方法。研究分析了加速度數(shù)據(jù)各特征量與步長之間的關(guān)系,通過實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)出了雙變量步長估計(jì)模型;3、針對陀螺儀積分、互補(bǔ)濾波等多種航向估計(jì)算法的優(yōu)缺點(diǎn),采用卡爾曼濾波融合多傳感器數(shù)據(jù)來解算航向角,并通過實(shí)驗(yàn)與其它算法進(jìn)行了對比分析;4、研究了現(xiàn)有的室內(nèi)氣壓測高模型,根據(jù)相對氣壓測高原理,采用改進(jìn)的國際標(biāo)準(zhǔn)大氣壓高公式進(jìn)行了室內(nèi)測高實(shí)驗(yàn)研究。5、以行人航位推算原理為實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ),以學(xué)校辦公樓為實(shí)驗(yàn)場所,設(shè)計(jì)多種實(shí)驗(yàn)行走路線,采用本文研究的步長估計(jì)、航向估計(jì)以及室內(nèi)測高方法進(jìn)行室內(nèi)定位算法的整體測試。最終測試結(jié)果表明44m短距離直線行走的誤差在(0.12m,0.52m)以內(nèi),147m長距離矩形行走的平均精度為2.5m,高度精度為0.6m。
【圖文】：

論文框架圖

圖 2.1 積分與航位推算原理圖2.1 Schematic diagram of integration and dead recko導(dǎo)航系統(tǒng)大致可以分成捷聯(lián)式慣導(dǎo)系統(tǒng)（Stm，，SINS）和機(jī)械平臺式慣導(dǎo)系統(tǒng)（Glmbaled In
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP212;TN713

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2597183