基于足绑式INS的行人导航三轴磁强计在线校准

发布时间：2017-07-28 09:34

  本文关键词：基于足绑式INS的行人导航三轴磁强计在线校准

  更多相关文章： 行人导航 足绑式惯性导航系统(INS) 零速修正(ZUPT) 扩展Kalman滤波器(EKF) 磁强计校准

【摘要】：基于低成本微电子机械系统(MEMS)惯性传感器的足绑式惯性导航系统(INS)是行人自主导航常用的一种方式,足绑式INS可与磁强计组合来约束航向角误差,但磁强计存在误差需要校准。该文提出了适合行人导航的磁强计误差模型和在线校准算法。根据磁强计的误差特性和足绑式INS的机动性,建立了磁强计误差变量的状态方程和观测方程,利用扩展Kalman滤波器(EKF)对三轴磁强计误差进行在线估计和实时校准,利用零速修正(ZUPT)算法和磁航向角约束算法对足绑式INS的误差进行约束。为验证算法的有效性,在操场进行了一圈徒步行走实验。实验结果表明:使用磁强计误差在线辨识和校准算法后,与未进行磁强计误差校准相比,行人导航东向终点误差由-110.7m减小到1.8m,北向终点误差由37.8m减小到5.2m,磁强计误差得到有效校正。该算法实现了基于足绑式INS的行人导航磁强计误差在线校准,大幅提高了行人自主导航的定位精度。
【作者单位】： 清华大学精密仪器系;装甲兵工程学院控制工程系;
【关键词】： 行人导航 足绑式惯性导航系统(INS) 零速修正(ZUPT) 扩展Kalman滤波器(EKF) 磁强计校准
【基金】：中国第二代卫星导航系统重大专项(GFZX0301010516) 总装惯性技术预先研究项目(51309010301)
【分类号】：U495
【正文快照】： 对于行人徒步自主导航,常常通过在足部绑定一个惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)构成一个足绑式惯性导航系统(inertial navi-gation system,INS)来实现,IMU常采用低成本的微电子机械系统(micro electro mechanical system,MEMS)陀螺和加速度计。因为MEMS惯性器件

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本文编号：583420