基于智能手機與PDR的室內(nèi)定位研究
發(fā)布時間:2021-11-24 10:34
隨著位置服務(wù)和移動互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展,人們對室內(nèi)定位和導(dǎo)航的需求日益迫切。在室內(nèi)環(huán)境中,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號衰減,無法提供準確定位信息?紤]到定位精度及建設(shè)成本等多重因素,以智能手機為媒介、基于微慣性傳感器的室內(nèi)定位方法受到重點關(guān)注。本文基于行人航位推算定位技術(shù),研究如何利用智能手機中集成的慣性傳感器來進行準確地步態(tài)檢測、步長估計以及航向估計。本文具體研究內(nèi)容與創(chuàng)新點如下:1.提出了一種基于峰谷對約束的步態(tài)檢測方法。對于僅有閾值約束的傳統(tǒng)峰值檢測方法無法剔除偽峰值導(dǎo)致過度計步問題,本文結(jié)合人體運動學(xué)的理論對行人步態(tài)進行分析,得到人行走過程中運動加速度與行人步態(tài)周期的聯(lián)系。在傳統(tǒng)峰值檢測法的閾值約束基礎(chǔ)上,提出加速度峰值與谷值要一一對應(yīng)成對才能記為有效峰谷值,進而得到人行走步數(shù)的步態(tài)檢測方法。實驗表明該方法在手機處于手持式、擺臂式、口袋式三種情況下計步的精度都高于傳統(tǒng)峰值檢測法。2.提出了一種基于Weinberg方法的改進步長模型。針對三組不同步速實驗中Weinberg方法步長估計曲線波動頻繁的問題,考慮正常連續(xù)行走過程中人的相鄰邁步步長有一定連續(xù)性,將第k-1步長估計結(jié)果引入結(jié)合Wein...
【文章來源】:浙江工商大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
指紋定位示意圖
11第2章慣性導(dǎo)航原理2.1常用坐標系任何導(dǎo)航問題至少含有兩個坐標系:一個參考坐標系和一個載體坐標系。載體坐標系用來描述待定載體的位置和方向,而參考坐標系描述已知物體,例如地球。載體相對于參考坐標系的位置和方向是需要求解的。通常情況下,諸多導(dǎo)航問題涉及的參考坐標系不止一個,甚至載體坐標系也不止一個。例如慣性傳感器測量的運動是針對于慣性空間的,而人們想知道的是自己相對于地球的位置。地球的自轉(zhuǎn)會影響信號傳播的速度,此時若忽略地球自轉(zhuǎn)描述物體相對于地球的運動,顯然會造成誤差。因此,為實現(xiàn)精確導(dǎo)航必須對不同坐標系之間進行合理建模。兩個坐標系間之間存在相對方位,本文中稱之為姿態(tài)。描述姿態(tài)的方法有很多種,詳見2.2節(jié)。為了更好地理解不同坐標系轉(zhuǎn)換的姿態(tài)解算,接下來對常用坐標系進行說明。(1)地心慣性坐標系oixiyizi(i系)地心慣性坐標系是以地球質(zhì)心為中心,以地球自轉(zhuǎn)軸和恒星方向為坐標軸的坐標系。oizi軸是地球的自轉(zhuǎn)軸,從地心指向北極(非磁北)。oixi軸和oiyi軸在赤道平面內(nèi),oiyi軸在地球自轉(zhuǎn)方向上總是超前oixi軸90。,慣性坐標系不隨地球轉(zhuǎn)動[28]。慣性坐標系如圖2.1所示。圖2.1地心慣性坐標系
12(2)地球坐標系oexeyeze(e系)地球坐標系與地球固聯(lián),它參與地球的自轉(zhuǎn),所以地球坐標系相對于地心慣性坐標系以地球自轉(zhuǎn)角速率we旋轉(zhuǎn)。地球坐標系的原點與i系一致,同為地球的質(zhì)心,如圖2.2所示。oeze軸沿著地球的自轉(zhuǎn)軸從地心指向北極點,oexe軸從地心指向赤道與零度子午線的交點,oeye軸從地心指向赤道與東經(jīng)90。子午線的交點。圖2.2地球坐標系(3)地理坐標系ogxgygzg(g系)地理坐標系的原點og通常是運載體重心,xg、yg、zg三軸分別指向運載體所在位置的東北天方向(East-North-Up,ENU)如圖2.3所示,也有其它取法如東北地、北西天等,本文中地理坐標系選取ENU。圖2.3地理坐標系(4)載體坐標系obxbybzb(b系)載體坐標系是以載體為研究對象的坐標系,與載體固聯(lián),本文選取載體的重心為
【參考文獻】:
期刊論文
[1]地磁室內(nèi)定位技術(shù)研究[J]. 周家鵬,汪云甲,李昕,曹曉祥,曹鴻基. 測繪通報. 2019(01)
[2]基于KNN運動模式識別的改進PDR室內(nèi)定位[J]. 周鮮明,冉烽均,黃永紅,孔祥玲. 地理空間信息. 2019(01)
[3]室內(nèi)定位方法和技術(shù)綜述[J]. 張勝利,焦誠,付永恒. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2018(10)
[4]基于藍牙和PDR結(jié)合的室內(nèi)定位方法研究[J]. 趙菲. 無線互聯(lián)科技. 2018(16)
[5]基于卡爾曼濾波的室內(nèi)運動目標實時定位算法[J]. 宋財華,祝向輝,游菊芬,萬建云. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(08)
[6]一種改進的行人導(dǎo)航算法研究[J]. 劉宇,向高林,王伊冰,陳燕蘋,呂玲,黃河明. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]室內(nèi)定位方法綜述[J]. 席瑞,李玉軍,侯孟書. 計算機科學(xué). 2016(04)
[8]室內(nèi)定位:分類、方法與應(yīng)用綜述[J]. 阮陵,張翎,許越,鄭星雨. 地理信息世界. 2015(02)
[9]一種基于手機傳感器自相關(guān)分析的計步器實現(xiàn)方法[J]. 陳國良,張言哲,楊洲. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(06)
[10]基于蜂窩網(wǎng)格粒子濾波的行人導(dǎo)航航向估計方法[J]. 曾慶化,萬駿煒,劉建業(yè),黃凱,顧姍姍. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(05)
博士論文
[1]基于PDR的定位與跟蹤技術(shù)研究及系統(tǒng)設(shè)計[D]. 汪少初.天津大學(xué) 2014
碩士論文
[1]融合PDR和WiFi/BLE的無監(jiān)督式室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 張熠.江南大學(xué) 2018
[2]基于MEMS慣性器件的室內(nèi)行人定位方法研究[D]. 趙玉樂.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]基于聲波信號的室內(nèi)無人機定位研究[D]. 范浩楠.西北大學(xué) 2018
[4]基于航位推算的室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 宋紅麗.電子科技大學(xué) 2018
[5]基于智能手機的行人室內(nèi)融合定位方法研究[D]. 羊宗灝.深圳大學(xué) 2017
[6]基于MEMS與智能手機電子羅盤的室內(nèi)定位與導(dǎo)航算法研究[D]. 代汝勇.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[7]基于運動識別的室內(nèi)行人定位研究與實現(xiàn)[D]. 劉成旋.上海交通大學(xué) 2016
[8]基于FM的定位技術(shù)研究[D]. 何艷軍.湘潭大學(xué) 2015
[9]基于Android手機的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 徐偉.華中師范大學(xué) 2014
[10]基于MEMS行人慣性導(dǎo)航的零速度修正技術(shù)研究[D]. 李辰祥.廈門大學(xué) 2014
本文編號:3515802
【文章來源】:浙江工商大學(xué)浙江省
【文章頁數(shù)】:80 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
指紋定位示意圖
11第2章慣性導(dǎo)航原理2.1常用坐標系任何導(dǎo)航問題至少含有兩個坐標系:一個參考坐標系和一個載體坐標系。載體坐標系用來描述待定載體的位置和方向,而參考坐標系描述已知物體,例如地球。載體相對于參考坐標系的位置和方向是需要求解的。通常情況下,諸多導(dǎo)航問題涉及的參考坐標系不止一個,甚至載體坐標系也不止一個。例如慣性傳感器測量的運動是針對于慣性空間的,而人們想知道的是自己相對于地球的位置。地球的自轉(zhuǎn)會影響信號傳播的速度,此時若忽略地球自轉(zhuǎn)描述物體相對于地球的運動,顯然會造成誤差。因此,為實現(xiàn)精確導(dǎo)航必須對不同坐標系之間進行合理建模。兩個坐標系間之間存在相對方位,本文中稱之為姿態(tài)。描述姿態(tài)的方法有很多種,詳見2.2節(jié)。為了更好地理解不同坐標系轉(zhuǎn)換的姿態(tài)解算,接下來對常用坐標系進行說明。(1)地心慣性坐標系oixiyizi(i系)地心慣性坐標系是以地球質(zhì)心為中心,以地球自轉(zhuǎn)軸和恒星方向為坐標軸的坐標系。oizi軸是地球的自轉(zhuǎn)軸,從地心指向北極(非磁北)。oixi軸和oiyi軸在赤道平面內(nèi),oiyi軸在地球自轉(zhuǎn)方向上總是超前oixi軸90。,慣性坐標系不隨地球轉(zhuǎn)動[28]。慣性坐標系如圖2.1所示。圖2.1地心慣性坐標系
12(2)地球坐標系oexeyeze(e系)地球坐標系與地球固聯(lián),它參與地球的自轉(zhuǎn),所以地球坐標系相對于地心慣性坐標系以地球自轉(zhuǎn)角速率we旋轉(zhuǎn)。地球坐標系的原點與i系一致,同為地球的質(zhì)心,如圖2.2所示。oeze軸沿著地球的自轉(zhuǎn)軸從地心指向北極點,oexe軸從地心指向赤道與零度子午線的交點,oeye軸從地心指向赤道與東經(jīng)90。子午線的交點。圖2.2地球坐標系(3)地理坐標系ogxgygzg(g系)地理坐標系的原點og通常是運載體重心,xg、yg、zg三軸分別指向運載體所在位置的東北天方向(East-North-Up,ENU)如圖2.3所示,也有其它取法如東北地、北西天等,本文中地理坐標系選取ENU。圖2.3地理坐標系(4)載體坐標系obxbybzb(b系)載體坐標系是以載體為研究對象的坐標系,與載體固聯(lián),本文選取載體的重心為
【參考文獻】:
期刊論文
[1]地磁室內(nèi)定位技術(shù)研究[J]. 周家鵬,汪云甲,李昕,曹曉祥,曹鴻基. 測繪通報. 2019(01)
[2]基于KNN運動模式識別的改進PDR室內(nèi)定位[J]. 周鮮明,冉烽均,黃永紅,孔祥玲. 地理空間信息. 2019(01)
[3]室內(nèi)定位方法和技術(shù)綜述[J]. 張勝利,焦誠,付永恒. 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用. 2018(10)
[4]基于藍牙和PDR結(jié)合的室內(nèi)定位方法研究[J]. 趙菲. 無線互聯(lián)科技. 2018(16)
[5]基于卡爾曼濾波的室內(nèi)運動目標實時定位算法[J]. 宋財華,祝向輝,游菊芬,萬建云. 電子技術(shù)與軟件工程. 2018(08)
[6]一種改進的行人導(dǎo)航算法研究[J]. 劉宇,向高林,王伊冰,陳燕蘋,呂玲,黃河明. 重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(02)
[7]室內(nèi)定位方法綜述[J]. 席瑞,李玉軍,侯孟書. 計算機科學(xué). 2016(04)
[8]室內(nèi)定位:分類、方法與應(yīng)用綜述[J]. 阮陵,張翎,許越,鄭星雨. 地理信息世界. 2015(02)
[9]一種基于手機傳感器自相關(guān)分析的計步器實現(xiàn)方法[J]. 陳國良,張言哲,楊洲. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(06)
[10]基于蜂窩網(wǎng)格粒子濾波的行人導(dǎo)航航向估計方法[J]. 曾慶化,萬駿煒,劉建業(yè),黃凱,顧姍姍. 中國慣性技術(shù)學(xué)報. 2014(05)
博士論文
[1]基于PDR的定位與跟蹤技術(shù)研究及系統(tǒng)設(shè)計[D]. 汪少初.天津大學(xué) 2014
碩士論文
[1]融合PDR和WiFi/BLE的無監(jiān)督式室內(nèi)定位技術(shù)研究[D]. 張熠.江南大學(xué) 2018
[2]基于MEMS慣性器件的室內(nèi)行人定位方法研究[D]. 趙玉樂.西安電子科技大學(xué) 2018
[3]基于聲波信號的室內(nèi)無人機定位研究[D]. 范浩楠.西北大學(xué) 2018
[4]基于航位推算的室內(nèi)定位系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 宋紅麗.電子科技大學(xué) 2018
[5]基于智能手機的行人室內(nèi)融合定位方法研究[D]. 羊宗灝.深圳大學(xué) 2017
[6]基于MEMS與智能手機電子羅盤的室內(nèi)定位與導(dǎo)航算法研究[D]. 代汝勇.北京工業(yè)大學(xué) 2016
[7]基于運動識別的室內(nèi)行人定位研究與實現(xiàn)[D]. 劉成旋.上海交通大學(xué) 2016
[8]基于FM的定位技術(shù)研究[D]. 何艷軍.湘潭大學(xué) 2015
[9]基于Android手機的室內(nèi)定位技術(shù)研究與實現(xiàn)[D]. 徐偉.華中師范大學(xué) 2014
[10]基于MEMS行人慣性導(dǎo)航的零速度修正技術(shù)研究[D]. 李辰祥.廈門大學(xué) 2014
本文編號:3515802
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