本文關(guān)鍵詞：基于IMU定位導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計研究　出處：《華僑大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：在MEMS(Micro-Electro-Mechanical System)技術(shù)日新月異的發(fā)展下,市場對定位的需求越來越大。自主導(dǎo)航室內(nèi)慣性定位系統(tǒng),無需額外的基礎(chǔ)設(shè)施或網(wǎng)絡(luò)設(shè)施,可以應(yīng)用在較為復(fù)雜的環(huán)境下,具有許多其他定位不具備的優(yōu)點。定位技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)生活中具有極其重要的意義,一般而言,通常的定位技術(shù)有衛(wèi)星定位,超聲定位,雷達(dá)反射等等,其中在利用MEMS傳感器的定位研究上,因其應(yīng)用性能獨特,體型小,功耗低等優(yōu)點,可用于空中鼠標(biāo),體感游戲,衛(wèi)星,組合導(dǎo)航上等等,因而對這些定位測距方法的關(guān)注度非常高。然而,大多數(shù)室內(nèi)慣性定位系統(tǒng)采用基站和指紋定位法,價格昂貴,方法復(fù)雜,需要事前做大量的指紋標(biāo)定,不適合推廣應(yīng)用。論文使用了一種低成本MEMS慣性傳感器開發(fā)了一款室內(nèi)慣定位系統(tǒng)。人體運動有一定規(guī)律,根據(jù)統(tǒng)計結(jié)果表明人體的運動速度一般與腳步的運動頻率成正相關(guān)性,本文調(diào)查以成年男子為例統(tǒng)計了人們在運動中的步伐和運動參數(shù)的關(guān)系,并對之進(jìn)行了速度的擬合。根據(jù)這一原理對人的運動距離進(jìn)行推斷,它實現(xiàn)了可穿戴式的室內(nèi)定位功能,擴(kuò)大了慣性導(dǎo)航定位系統(tǒng)的使用范圍。因此,論文主要對IMU(Inertial Measurement Unit)的空間慣性導(dǎo)航傳感器AHRS(Attitude and heading reference system)的定位技術(shù)進(jìn)行了研究,主要完成的工作有以下幾點:(1)對IMU慣性導(dǎo)航傳感器單元的定位問題進(jìn)行了抽象化的數(shù)學(xué)描述,以數(shù)形結(jié)合的方法描述定位的過程。(2)對IMU的導(dǎo)航定位的幾種常用方法進(jìn)行分析比較,分析定位過程中的難點和誤差,提出測距方案。(3)對IMU的定位算法模型進(jìn)行改進(jìn),利用互補濾波算法,對其中PID控制算法予以改進(jìn),進(jìn)行慣性導(dǎo)航姿態(tài)測量,采用梯形積分,實現(xiàn)空間測距并將其硬件實現(xiàn)。(4)根據(jù)人體的運動規(guī)律,對人體的運動參數(shù)進(jìn)行提取,對人腳步頻率和速度的關(guān)系進(jìn)行擬合。以腳步頻率估算載體的運動距離。(5)根據(jù)介紹的定位方法,搭建空間定位測距平臺,并進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化處理。(6)對比分析本文中方法的優(yōu)勢和不足,對新的IMU測距方法提出科學(xué)的展望。
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TP212.9;TN96

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1 本報記者 馬靜t，

本文編號：1309452