基于位置的服務(wù)讓人們的出行越來越便利,但隨著城市化發(fā)展,結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑物不斷增多,使得室內(nèi)定位日益重要�；趹T性傳感器的室內(nèi)定位系統(tǒng)作為一種自主式定位系統(tǒng),其隱蔽性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、抗干擾以及不受時(shí)間、空間的使用限制等優(yōu)點(diǎn),使其成為行人室內(nèi)定位領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。由于可穿戴技術(shù)可根據(jù)可穿戴設(shè)備內(nèi)集成多種傳感器提供環(huán)境感知和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),因此是行人室內(nèi)定位研究的重要基礎(chǔ)。定位人員佩戴可穿戴設(shè)備,可實(shí)現(xiàn)對(duì)人員的自主定位。針對(duì)室內(nèi)救援、智慧出行等應(yīng)用場景,根據(jù)純慣導(dǎo)定位系統(tǒng)存在累積誤差的難題,設(shè)計(jì)了固定在行人腳腕處的可穿戴設(shè)備。本文的慣性導(dǎo)航利用行人航位推算實(shí)現(xiàn)定位,結(jié)合行人足部運(yùn)動(dòng)的特性,對(duì)影響定位精度的步伐識(shí)別、步長計(jì)算和航向角精度等關(guān)鍵因素進(jìn)行研究,實(shí)現(xiàn)對(duì)行人的自主定位。本文具體工作如下:1.設(shè)計(jì)行人室內(nèi)定位系統(tǒng)的軟件部分和硬件部分,硬件部分主要包括可穿戴設(shè)備的運(yùn)動(dòng)參數(shù)與環(huán)境參數(shù)采集模塊、無線數(shù)據(jù)傳輸模塊化設(shè)計(jì)。軟件部分主要包括各傳感器驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)、各模塊之間數(shù)據(jù)傳輸流程設(shè)計(jì)、無線傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)以及上位機(jī)顯示行人定位情況的三維建筑模型的軟件設(shè)計(jì)。2對(duì)兩可穿戴設(shè)備內(nèi)集成的慣性傳感器測量數(shù)據(jù)進(jìn)行融合預(yù)處... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

MCU電路原理圖設(shè)計(jì)

燕山大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-14-算得到的基于當(dāng)?shù)氐乩碜鴺?biāo)的三維方位數(shù)據(jù)，包括輸出精度為0.2°的橫滾角和俯仰角以及輸出精度為1°的航向角，也可以輸出原始的傳感器數(shù)據(jù)，性能指標(biāo)如表3-2所示。在VR/動(dòng)作捕捉、無人機(jī)控制等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。表2-2慣性傳感器模塊性能指標(biāo)表傳感器測量范圍非線性度采樣率加速度傳感器±16G±0.5%1000Hz地磁場傳感器±8Gauss±0.1%200Hz陀螺儀±2000°/s±0.1%1000Hz該傳感器模塊與MCU主控單元采用串口通訊方式，串口輸出波特率為4800/9600/115200/460800可選，幀輸出速率為1-1000Hz。該模塊的原理圖如圖2-4所示。圖2-4慣性傳感器模塊(2)環(huán)境參數(shù)采集模塊氣壓傳感器和溫度傳感器用于對(duì)樓層的檢測，其主要性能指標(biāo)如表2-3所示。表2-3環(huán)境參數(shù)傳感器性能指標(biāo)表性能指標(biāo)氣壓傳感器溫度傳感器測量范圍300~1100hpa(海拔高度9000~-500米)0~+65℃分辨率0.18pa0.01k精度±1hpa±0.5℃溫度系數(shù)1.5pa/k--環(huán)境參數(shù)采集模塊使用的是BMP280傳感器，其內(nèi)部集成了氣壓傳感器和溫度傳感器，具有低功耗、高準(zhǔn)確度和線性度、尺寸小以及長期穩(wěn)定性等優(yōu)勢，在手機(jī)、

第2章慣性導(dǎo)航室內(nèi)定位系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)-15-電子手表等設(shè)備上運(yùn)用廣泛。通過溫度值可以對(duì)氣壓計(jì)進(jìn)行氣壓值補(bǔ)償自校準(zhǔn)，在高線性模式下分辨率可達(dá)到0.2pa，相當(dāng)于1.7cm的海拔高度。該傳感器和MCU主控單元采用I2C的通訊方式，環(huán)境參數(shù)傳感器模塊原理圖如圖2-5所示。圖2-5環(huán)境參數(shù)傳感器模塊2.3軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括嵌入式軟件設(shè)計(jì)和上位機(jī)顯示界面軟件設(shè)計(jì)，嵌入式程序設(shè)計(jì)包括了各模塊軟件驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)和定位算法程序設(shè)計(jì)，上位機(jī)程序設(shè)計(jì)包括硬件系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通訊協(xié)議和顯示界面軟件設(shè)計(jì)。2.3.1軟件系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)在基于慣性導(dǎo)航的行人室內(nèi)定位系統(tǒng)中，從獲取運(yùn)動(dòng)參數(shù)與環(huán)境參數(shù)、行人運(yùn)動(dòng)過程特性分析、行人步伐識(shí)別、行人步長估計(jì)、行人三維定位坐標(biāo)計(jì)算及上位機(jī)圖形化顯示等都需要編寫程序計(jì)算實(shí)現(xiàn)。可穿戴設(shè)備系統(tǒng)軟件流程圖如圖2-6所示。系統(tǒng)的功能介紹如下：(1)系統(tǒng)初始化包括STM32微處理器的時(shí)鐘頻率、系統(tǒng)庫函數(shù)和中斷的配置，以及傳感器驅(qū)動(dòng)配置。(2)判斷左右可穿戴設(shè)備間藍(lán)牙連接。本文室內(nèi)定位算法是基于兩腳腕處的運(yùn)動(dòng)參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)解算。兩腳腕處可穿戴設(shè)備間通過藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，因此在系統(tǒng)初始化之后需要優(yōu)先確定兩設(shè)備藍(lán)牙連接狀況。當(dāng)藍(lán)牙連接成功之后才進(jìn)入數(shù)據(jù)采集步驟。(3)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)預(yù)處理。左右腳腕處穿戴設(shè)備分別采集內(nèi)置hi219傳感器和

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：2909565