基于位置的服務(Location Based Service,LBS)是為用戶提供導航及其它增值業(yè)務的服務,如衛(wèi)星導航、射頻定位等,可以為用戶提供比較精確的導航定位服務。但是,在一些特殊場合,例如室內、隧道、地下空間等,衛(wèi)星或射頻信號難以覆蓋,個人導航與定位變得困難�；趹T性技術的行人導航系統(tǒng),可利用用戶自身攜帶的慣性傳感器,提供自主導航與定位服務,具有自主性好、抗干擾能力強等優(yōu)點,成為當前研究的熱點。MEMS傳感器具有體積小、重量輕、功耗低等優(yōu)勢,非常適合行人慣性導航應用。本文針對室內、隧道、地下空間個人導航的需求,研究慣性傳感器數(shù)據采集、融合與分離,設計零速檢測、航向修正、導航誤差矯正等核心算法,開發(fā)了一套基于IMU的行人慣性導航系統(tǒng)。論文主要工作如下:(1)調研了國內外行人導航技術發(fā)展現(xiàn)狀。對比分析了各項方案的特點、存在的問題及發(fā)展趨勢,提出本論文的任務和主要研究內容。(2)研究了行人慣性導航的零速檢測、航向修正、導航誤差矯正等核心算法。對比了姿態(tài)更新算法的精度,抑制誤差的方法。利用方向余弦矩陣更新算法計算航向角,基于步行航位算法計算距離,采用零速檢測抑制距離誤差,使用航向修正算...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 行人慣性導航發(fā)展趨勢
    1.4 論文的主要工作
    1.5 本章小結
2 行人慣性導航基礎理論
    2.1 慣性導航基本原理
    2.2 慣性系
        2.2.1 地心慣性坐標系
        2.2.2 地心地固坐標系
        2.2.3 當?shù)貙Ш阶鴺讼?br>        2.2.4 當?shù)厍衅矫孀鴺讼?br>        2.2.5 載體坐標系
    2.3 姿態(tài)表示方法
        2.3.1 歐拉角姿態(tài)表示
        2.3.2 坐標轉換矩陣
        2.3.3 四元素表示法
    2.4 姿態(tài)更新算法
        2.4.1 方向余弦矩陣姿態(tài)更新
        2.4.2 四元數(shù)姿態(tài)更新
        2.4.3 歐拉角姿態(tài)更新
        2.4.4 比力、速度、位置更新
    2.5 本章小結
3 算法及軟件設計
    3.1 算法設計
        3.1.1 算法總體方案
        3.1.2 步行航位推算算法設計
        3.1.3 零速檢測算法設計
        3.1.4 航向修正算法設計
        3.1.5 初始化
        3.1.6 姿態(tài)更新算法設計
    3.2 軟件設計
        3.2.1 串口通訊
        3.2.2 WiFi通訊
    3.3 本章小結
4 硬件設計
    4.1 系統(tǒng)的總體設計方案
        4.1.1 IMU模塊
        4.1.2 通訊模塊
        4.1.3 電路設計
    4.2 系統(tǒng)調試
        4.2.1 電路測試
        4.2.2 軟件測試
    4.3 本章小結
5 系統(tǒng)性能測試
    5.1 直線行走測試
    5.2 環(huán)形測試
    5.3 復雜路線
    5.4 誤差分析
        5.4.1 IMU誤差
        5.4.2 誤差傳播
    5.5 本章小結
6 總結與展望
    6.1 本文總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
附錄
    A.作者在攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀碩士學位期間申請的軟件著作權
    C.作者在攻讀碩士學位期間申請的專利



本文編號：3767232