基于智能手机与PDR的室内定位研究
发布时间：2021-11-24 10:34
随着位置服务和移动互联网的迅速发展,人们对室内定位和导航的需求日益迫切。在室内环境中,全球卫星导航系统信号衰减,无法提供准确定位信息。考虑到定位精度及建设成本等多重因素,以智能手机为媒介、基于微惯性传感器的室内定位方法受到重点关注。本文基于行人航位推算定位技术,研究如何利用智能手机中集成的惯性传感器来进行准确地步态检测、步长估计以及航向估计。本文具体研究内容与创新点如下:1.提出了一种基于峰谷对约束的步态检测方法。对于仅有阈值约束的传统峰值检测方法无法剔除伪峰值导致过度计步问题,本文结合人体运动学的理论对行人步态进行分析,得到人行走过程中运动加速度与行人步态周期的联系。在传统峰值检测法的阈值约束基础上,提出加速度峰值与谷值要一一对应成对才能记为有效峰谷值,进而得到人行走步数的步态检测方法。实验表明该方法在手机处于手持式、摆臂式、口袋式三种情况下计步的精度都高于传统峰值检测法。2.提出了一种基于Weinberg方法的改进步长模型。针对三组不同步速实验中Weinberg方法步长估计曲线波动频繁的问题,考虑正常连续行走过程中人的相邻迈步步长有一定连续性,将第k-1步长估计结果引入结合Wein...
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
指纹定位示意图
11第2章惯性导航原理2.1常用坐标系任何导航问题至少含有两个坐标系：一个参考坐标系和一个载体坐标系。载体坐标系用来描述待定载体的位置和方向，而参考坐标系描述已知物体，例如地球。载体相对于参考坐标系的位置和方向是需要求解的。通常情况下，诸多导航问题涉及的参考坐标系不止一个，甚至载体坐标系也不止一个。例如惯性传感器测量的运动是针对于惯性空间的，而人们想知道的是自己相对于地球的位置。地球的自转会影响信号传播的速度，此时若忽略地球自转描述物体相对于地球的运动，显然会造成误差。因此，为实现精确导航必须对不同坐标系之间进行合理建模。两个坐标系间之间存在相对方位，本文中称之为姿态。描述姿态的方法有很多种，详见2.2节。为了更好地理解不同坐标系转换的姿态解算，接下来对常用坐标系进行说明。（1）地心惯性坐标系oixiyizi(i系)地心惯性坐标系是以地球质心为中心，以地球自转轴和恒星方向为坐标轴的坐标系。oizi轴是地球的自转轴，从地心指向北极（非磁北）。oixi轴和oiyi轴在赤道平面内，oiyi轴在地球自转方向上总是超前oixi轴90。，惯性坐标系不随地球转动[28]。惯性坐标系如图2.1所示。图2.1地心惯性坐标系
12（2）地球坐标系oexeyeze（e系）地球坐标系与地球固联，它参与地球的自转，所以地球坐标系相对于地心惯性坐标系以地球自转角速率we旋转。地球坐标系的原点与i系一致，同为地球的质心，如图2.2所示。oeze轴沿着地球的自转轴从地心指向北极点，oexe轴从地心指向赤道与零度子午线的交点，oeye轴从地心指向赤道与东经90。子午线的交点。图2.2地球坐标系（3）地理坐标系ogxgygzg（g系）地理坐标系的原点og通常是运载体重心，xg、yg、zg三轴分别指向运载体所在位置的东北天方向（East-North-Up，ENU）如图2.3所示，也有其它取法如东北地、北西天等，本文中地理坐标系选取ENU。图2.3地理坐标系（4）载体坐标系obxbybzb（b系）载体坐标系是以载体为研究对象的坐标系，与载体固联，本文选取载体的重心为
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁室内定位技术研究[J]. 周家鹏,汪云甲,李昕,曹晓祥,曹鸿基. 测绘通报. 2019(01)
[2]基于KNN运动模式识别的改进PDR室内定位[J]. 周鲜明,冉烽均,黄永红,孔祥玲. 地理空间信息. 2019(01)
[3]室内定位方法和技术综述[J]. 张胜利,焦诚,付永恒. 数字技术与应用. 2018(10)
[4]基于蓝牙和PDR结合的室内定位方法研究[J]. 赵菲. 无线互联科技. 2018(16)
[5]基于卡尔曼滤波的室内运动目标实时定位算法[J]. 宋财华,祝向辉,游菊芬,万建云. 电子技术与软件工程. 2018(08)
[6]一种改进的行人导航算法研究[J]. 刘宇,向高林,王伊冰,陈燕苹,吕玲,黄河明. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]室内定位方法综述[J]. 席瑞,李玉军,侯孟书. 计算机科学. 2016(04)
[8]室内定位:分类、方法与应用综述[J]. 阮陵,张翎,许越,郑星雨. 地理信息世界. 2015(02)
[9]一种基于手机传感器自相关分析的计步器实现方法[J]. 陈国良,张言哲,杨洲. 中国惯性技术学报. 2014(06)
[10]基于蜂窝网格粒子滤波的行人导航航向估计方法[J]. 曾庆化,万骏炜,刘建业,黄凯,顾姗姗. 中国惯性技术学报. 2014(05)
博士论文
[1]基于PDR的定位与跟踪技术研究及系统设计[D]. 汪少初.天津大学 2014
硕士论文
[1]融合PDR和WiFi/BLE的无监督式室内定位技术研究[D]. 张熠.江南大学 2018
[2]基于MEMS惯性器件的室内行人定位方法研究[D]. 赵玉乐.西安电子科技大学 2018
[3]基于声波信号的室内无人机定位研究[D]. 范浩楠.西北大学 2018
[4]基于航位推算的室内定位系统研究与实现[D]. 宋红丽.电子科技大学 2018
[5]基于智能手机的行人室内融合定位方法研究[D]. 羊宗灏.深圳大学 2017
[6]基于MEMS与智能手机电子罗盘的室内定位与导航算法研究[D]. 代汝勇.北京工业大学 2016
[7]基于运动识别的室内行人定位研究与实现[D]. 刘成旋.上海交通大学 2016
[8]基于FM的定位技术研究[D]. 何艳军.湘潭大学 2015
[9]基于Android手机的室内定位技术研究与实现[D]. 徐伟.华中师范大学 2014
[10]基于MEMS行人惯性导航的零速度修正技术研究[D]. 李辰祥.厦门大学 2014
本文编号：3515802
【文章来源】：浙江工商大学浙江省
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
指纹定位示意图
11第2章惯性导航原理2.1常用坐标系任何导航问题至少含有两个坐标系：一个参考坐标系和一个载体坐标系。载体坐标系用来描述待定载体的位置和方向，而参考坐标系描述已知物体，例如地球。载体相对于参考坐标系的位置和方向是需要求解的。通常情况下，诸多导航问题涉及的参考坐标系不止一个，甚至载体坐标系也不止一个。例如惯性传感器测量的运动是针对于惯性空间的，而人们想知道的是自己相对于地球的位置。地球的自转会影响信号传播的速度，此时若忽略地球自转描述物体相对于地球的运动，显然会造成误差。因此，为实现精确导航必须对不同坐标系之间进行合理建模。两个坐标系间之间存在相对方位，本文中称之为姿态。描述姿态的方法有很多种，详见2.2节。为了更好地理解不同坐标系转换的姿态解算，接下来对常用坐标系进行说明。（1）地心惯性坐标系oixiyizi(i系)地心惯性坐标系是以地球质心为中心，以地球自转轴和恒星方向为坐标轴的坐标系。oizi轴是地球的自转轴，从地心指向北极（非磁北）。oixi轴和oiyi轴在赤道平面内，oiyi轴在地球自转方向上总是超前oixi轴90。，惯性坐标系不随地球转动[28]。惯性坐标系如图2.1所示。图2.1地心惯性坐标系
12（2）地球坐标系oexeyeze（e系）地球坐标系与地球固联，它参与地球的自转，所以地球坐标系相对于地心惯性坐标系以地球自转角速率we旋转。地球坐标系的原点与i系一致，同为地球的质心，如图2.2所示。oeze轴沿着地球的自转轴从地心指向北极点，oexe轴从地心指向赤道与零度子午线的交点，oeye轴从地心指向赤道与东经90。子午线的交点。图2.2地球坐标系（3）地理坐标系ogxgygzg（g系）地理坐标系的原点og通常是运载体重心，xg、yg、zg三轴分别指向运载体所在位置的东北天方向（East-North-Up，ENU）如图2.3所示，也有其它取法如东北地、北西天等，本文中地理坐标系选取ENU。图2.3地理坐标系（4）载体坐标系obxbybzb（b系）载体坐标系是以载体为研究对象的坐标系，与载体固联，本文选取载体的重心为
【参考文献】：
期刊论文
[1]地磁室内定位技术研究[J]. 周家鹏,汪云甲,李昕,曹晓祥,曹鸿基. 测绘通报. 2019(01)
[2]基于KNN运动模式识别的改进PDR室内定位[J]. 周鲜明,冉烽均,黄永红,孔祥玲. 地理空间信息. 2019(01)
[3]室内定位方法和技术综述[J]. 张胜利,焦诚,付永恒. 数字技术与应用. 2018(10)
[4]基于蓝牙和PDR结合的室内定位方法研究[J]. 赵菲. 无线互联科技. 2018(16)
[5]基于卡尔曼滤波的室内运动目标实时定位算法[J]. 宋财华,祝向辉,游菊芬,万建云. 电子技术与软件工程. 2018(08)
[6]一种改进的行人导航算法研究[J]. 刘宇,向高林,王伊冰,陈燕苹,吕玲,黄河明. 重庆邮电大学学报(自然科学版). 2016(02)
[7]室内定位方法综述[J]. 席瑞,李玉军,侯孟书. 计算机科学. 2016(04)
[8]室内定位:分类、方法与应用综述[J]. 阮陵,张翎,许越,郑星雨. 地理信息世界. 2015(02)
[9]一种基于手机传感器自相关分析的计步器实现方法[J]. 陈国良,张言哲,杨洲. 中国惯性技术学报. 2014(06)
[10]基于蜂窝网格粒子滤波的行人导航航向估计方法[J]. 曾庆化,万骏炜,刘建业,黄凯,顾姗姗. 中国惯性技术学报. 2014(05)
博士论文
[1]基于PDR的定位与跟踪技术研究及系统设计[D]. 汪少初.天津大学 2014
硕士论文
[1]融合PDR和WiFi/BLE的无监督式室内定位技术研究[D]. 张熠.江南大学 2018
[2]基于MEMS惯性器件的室内行人定位方法研究[D]. 赵玉乐.西安电子科技大学 2018
[3]基于声波信号的室内无人机定位研究[D]. 范浩楠.西北大学 2018
[4]基于航位推算的室内定位系统研究与实现[D]. 宋红丽.电子科技大学 2018
[5]基于智能手机的行人室内融合定位方法研究[D]. 羊宗灏.深圳大学 2017
[6]基于MEMS与智能手机电子罗盘的室内定位与导航算法研究[D]. 代汝勇.北京工业大学 2016
[7]基于运动识别的室内行人定位研究与实现[D]. 刘成旋.上海交通大学 2016
[8]基于FM的定位技术研究[D]. 何艳军.湘潭大学 2015
[9]基于Android手机的室内定位技术研究与实现[D]. 徐伟.华中师范大学 2014
[10]基于MEMS行人惯性导航的零速度修正技术研究[D]. 李辰祥.厦门大学 2014
本文编号：3515802
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