本文關(guān)鍵詞：基于MEMS慣性器件的個人導(dǎo)航系統(tǒng)研究

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【摘要】：隨著現(xiàn)代化城市發(fā)展和國家“十二五”規(guī)劃對建設(shè)智慧城市的鼓勵和支持,室內(nèi)定位服務(wù)作為感知層的重要組成部分得到了迅速的發(fā)展。隨著物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的不斷深入,人們對精確的定位服務(wù)的要求也逐漸增加。以MEMS慣性器件為核心的捷聯(lián)慣導(dǎo)系統(tǒng)是一種完全自主的導(dǎo)航系統(tǒng),具有自主性強、更新率高、導(dǎo)航信息完整、便于在人體上的安裝與攜帶等特點,可以實現(xiàn)完全自主的導(dǎo)航定位。本課題圍繞GPS信號微弱或缺失情況下的行人自主定位導(dǎo)航問題展開研究。重點研究基于MEMS慣性器件的個人導(dǎo)航系統(tǒng)。適用人群有士兵、警察以及從事消防、搶險等高危險工作的安全人員,用以提供更高級別的安全保障;此外在地下勘測、叢林探險等個人導(dǎo)航系統(tǒng)也能發(fā)揮自主導(dǎo)航的功能。以MEMS陀螺和加速度計及磁力計構(gòu)建個人導(dǎo)航系統(tǒng),利用航跡推算原理實現(xiàn)導(dǎo)航解算;為克服由于慣性器件長時間的漂移所帶來的定位誤差,研究一種步態(tài)預(yù)測結(jié)合比力模值、比力方差和角速度模值的零速檢測算法,在零速檢測的基礎(chǔ)上研究基于卡爾曼濾波的零速修正。研究了基于低精度IMU的鞋式個人導(dǎo)航系統(tǒng)零速修正算法。在卡爾曼濾波+粒子濾波的級聯(lián)框架基礎(chǔ)上,對底層卡爾曼濾波的狀態(tài)量做可觀性分析,剔除了傳統(tǒng)卡爾曼濾波中可觀性差的航向角誤差和位置誤差;上層粒子濾波器以每一步的步長和航向角變化量作為觀測量,以航向角和水平位置坐標(biāo)為狀態(tài)量,建立相應(yīng)的航跡推算運動模型融入室內(nèi)地圖信息;設(shè)計一種卡爾曼濾波與粒子濾波相互修正的零速修正算法。利用搭建的個人導(dǎo)航系統(tǒng),在學(xué)校經(jīng)管樓一層進行了實測,通過不同速度下的多組實驗驗證了本文算法。實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)定位誤差可以控制0.5%之內(nèi),比傳統(tǒng)定位算法精度有顯著提高。
【學(xué)位授予單位】：北京工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN96

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 于潔;王新龍;;SINS/GPS緊密組合導(dǎo)航系統(tǒng)仿真研究[J];航空兵器;2008年06期

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本文編號：1240979