本文關(guān)鍵詞：基于MEMS與智能手機電子羅盤的室內(nèi)定位與導航算法研究

  更多相關(guān)文章： 室內(nèi)定位 慣性導航 智能手機 零速度修正 航向融合校正

【摘要】：隨著工業(yè)智能化的快速發(fā)展,慣性傳感器件和智能手持設備的發(fā)展日新月異,人們對基于智能手持設備的室內(nèi)環(huán)境位置服務的需求也越來越強烈。統(tǒng)計顯示人們在室內(nèi)所停留的時間占人所有活動時間的80%以上,人們迫切需要在室內(nèi)環(huán)境下,特別是大型商場、超市以及娛樂場所等公共活動場合實現(xiàn)人員的定位及導航功能,以提高人們的生活質(zhì)量。基于室內(nèi)環(huán)境的位置服務有著廣闊的發(fā)展空間和應用前景,也成為近年來國內(nèi)外各科研機構(gòu)研究的熱點之一。本課題基于MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,MEMS)慣性元件和智能手機電子羅盤的室內(nèi)定位與導航算法的研究,主要內(nèi)容如下:(1)對目前發(fā)展迅速并且比較成熟的國內(nèi)外室內(nèi)定位方法進行了分析與比較,并對基于慣性傳感器的室內(nèi)定位技術(shù)的優(yōu)缺點進行了深入詳細的分析,提出了室內(nèi)慣性導航定位有待解決的問題和主要研究方向。(2)對慣性導航系統(tǒng)的導航定位原理進行了分析,并對慣性導航系統(tǒng)常用的坐標系、相應的坐標系轉(zhuǎn)換關(guān)系、姿態(tài)解算算法和位置解算算法進行了總結(jié)介紹。(3)針對行人的運動特點,本文提出了基于MEMS慣性傳感器和手機電子羅盤結(jié)合的室內(nèi)定位與導航算法,并對導航系統(tǒng)進行了設計,采用了手持手機和鞋綁式慣性傳感器兩種數(shù)據(jù)采樣方式對行人運動數(shù)據(jù)進行采集,獲取相對精確的行人腳步運動姿態(tài)數(shù)據(jù)和行人運動航向這兩種重要的導航數(shù)據(jù)。(4)針對慣導系統(tǒng)導航解算中存在的累積誤差問題,本課題首先對采樣數(shù)據(jù)進行IIR濾波,濾除行人運動的振動噪聲,然后加入了以加速度幅值、加速度方差和角速度能量為判斷條件的零速度檢測算法及修正算法來校正導航解算過程中的累積誤差,獲取較精確的導航位置信息。(5)針對慣導解算存在的行人運動航向漂移問題,本文提出了基于MEMS陀螺儀和手機電子羅盤相融合的行人航角獲取算法,對行人的航向信息進行融合校正。對于手機電子羅盤易受周圍環(huán)境磁場影響的問題,本文采用滑動均值濾波算法對手機電子羅盤的采集數(shù)據(jù)進行校正。(6)利用MATLAB軟件對算法進行了仿真實驗,驗證了本文所提出的基于MEMS慣性傳感器和手機電子羅盤相結(jié)合的室內(nèi)定位與導航算法的導航精度與可行性。(7)搭建了基于MPU6050慣性傳感器、藍牙模塊和Android智能手機的室內(nèi)導航與定位系統(tǒng)硬件平臺,在Android軟件開發(fā)平臺上編寫了室內(nèi)定位導航軟件,對本文提出的導航算法的實時性和可行性進行了驗證。
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.53;TP212

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 戎平;電子羅盤手機[J];現(xiàn)代通信;2002年11期

2 曾穎;郭天太;劉月瑤;施巖;金妍妍;;一種磁阻式電子羅盤的開發(fā)[J];中國科技信息;2010年23期

3 郭小俊;談黎洲;;電子羅盤在水下拖體的應用[J];上海船舶運輸科學研究所學報;2013年01期

4 奎;;恰能電子公司推出新型電子羅盤系統(tǒng)[J];航空電子技術(shù);1988年01期

5 蔣賢志;數(shù)字電子羅盤誤差分析及校正技術(shù)研究[J];現(xiàn)代雷達;2005年06期

6 趙毅強,管大年,陳豪敏;電子羅盤在精確定位平臺中的應用[J];傳感技術(shù)學報;2005年01期

7 馬斌良;黃玉美;史恩秀;李引魁;韓旭p，

本文編號：1146209