胫骨捷联惯性导航的人员行进距离估计

发布时间：2018-11-10 14:43

【摘要】：研究了惯性测量单元(IMU)固连在人员胫骨中间的行走步长计算方案,提出了捷联惯性导航算法中零速率修正(ZUPT)时刻导航参数的重置方法,准确得到了以初始方位角为未知数的三维位移函数表达式,避免二重积分对近似误差的扩散.通过分析人员行进特性并结合ZUPT时刻胫骨与路面垂直的关系,以每步中垂直地面方向的位移几乎为零作为约束条件,解算另外两个平行地面方向的位移,进而计算每一步的步长.该方法针对不同的人员和行走环境无需修改相关参数,有较好的适应性和通用性.经多人次行走实验验证,行进距离计算误差在8%以内的概率为91%.
[Abstract]:In this paper, the calculation scheme of the walking step size of the inertial measurement unit (IMU) in the middle of the tibia is studied, and the reset method of the zero-rate modified (ZUPT) time navigation parameters in the strapdown inertial navigation algorithm is proposed. The expression of the three-dimensional displacement function with the initial azimuth as an unknown number is obtained accurately to avoid the diffusion of the approximation error of the double integral. By analyzing the travel characteristics of the personnel and combining the relationship between the tibia and the road surface at ZUPT moment, the displacement of the vertical ground direction in each step is almost zero as the constraint condition, and the displacement of the other two parallel ground directions is calculated. Then the step size of each step is calculated. The method has good adaptability and generality because it does not need to modify the relevant parameters for different personnel and walking environment. The probability of calculating error of travel distance within 8% is 91.
【作者单位】： 天津大学电子信息工程学院;天津市测绘院;
【基金】：国家自然科学基金资助项目(61373102)
【分类号】：TN966

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本文编号：2322747