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航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法
被引量：
3
1
作者
戴洪德
马宇峰
+2 位作者
戴邵武
郑百东
张笑宇
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期2555-2561,共7页
针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likeli...
针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test,GLRT)算法确定出零速区间;在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update,ZARU)算法构造角速率误差观测量,通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量,在非零速区间对航向角误差进行非线性预测;再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计,利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正;通过实际行人导航系统验证,在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m,只占总路程的0.35%。在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25%里程。所提算法无需增设其他传感器,无需限制行人的运动轨迹,具有良好的工程应用价值。
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关键词
行人导航
零
速检测
零
速
修正
零
角
速率
修正
卡尔曼滤波
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职称材料
基于惯性传感的人员行进动作识别方法
被引量：
26
2
作者
汪少初
刘昱
+2 位作者
郝文飞
刘开华
路文平
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2014年第6期630-636,共7页
人员行进动作的识别对于行人航位推算(PDR)的计算精度有至关重要的影响。将连续的行进过程依据零速率修正点(ZUPT)划分为单步动作后,准确的动作识别是PDR系统的难题之一。将惯性测量单元IMU固连在胫骨中间外侧位置,采集了大量人员行进...
人员行进动作的识别对于行人航位推算(PDR)的计算精度有至关重要的影响。将连续的行进过程依据零速率修正点(ZUPT)划分为单步动作后,准确的动作识别是PDR系统的难题之一。将惯性测量单元IMU固连在胫骨中间外侧位置,采集了大量人员行进过程胫骨运动的加速度和角速度,建立了用于行进动作识别的惯性传感数据库。通过对人员的平地行走、上楼梯和下楼梯的惯性传感数据的分析,建议了一种结合运动特性寻找行进过程中零速率修正ZUPT点的方法。在完成单步步态划分的基础上,提出了一种基于支持向量机(SVM)理论,并采用惯性传感数据作为特征的SVM行进动作分类器。经大量人员行进实验验证,所建议的动作识别方法对于区分行走、上楼梯和行走、下楼梯,精度分别达到96%和85%。
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关键词
行进动作识别
惯性传感
零速率修正
支持向量机
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职称材料
胫骨捷联惯性导航的人员行进距离估计
被引量：
1
3
作者
汪少初
刘开华
刘昱
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期719-727,共9页
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...
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%.
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关键词
捷联惯性导航
零速率修正
行人航位推算
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职称材料
题名
航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法
被引量：
3
1
作者
戴洪德
马宇峰
戴邵武
郑百东
张笑宇
机构
海军航空大学航空基础学院
出处
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023年第8期2555-2561,共7页
基金
国防科技项目基金(F062102009)
山东省自然科学基金面上项目(ZR2017MF036)
山东省高等学校青年创新团队项目(2020KJN003)资助课题。
文摘
针对基于零速修正(zero velocity update,ZUPT)的行人导航算法无法对航向角进行观测导致航向角发散的问题,设计了一种基于ZUPT、零角速率修正和航向角误差非线性预测校正的惯性行人导航算法。首先通过广义似然比检测(generalized likelihood ratio test,GLRT)算法确定出零速区间;在检测到的零速区间内利用ZUPT算法构造速度误差观测量、利用零角速率修正(zero angular rate update,ZARU)算法构造角速率误差观测量,通过零速区间航向角误差观测模块构造航向角误差观测量,在非零速区间对航向角误差进行非线性预测;再利用卡尔曼滤波对零速区间内的速度、角速率、位置和航向角误差进行估计,利用估计误差对惯性行人导航系统进行误差修正;通过实际行人导航系统验证,在复杂运动状态下导航轨迹误差平均值仅为0.43 m,只占总路程的0.35%。在长航时行走的情况下导航误差仅为1.25%里程。所提算法无需增设其他传感器,无需限制行人的运动轨迹,具有良好的工程应用价值。
关键词
行人导航
零
速检测
零
速
修正
零
角
速率
修正
卡尔曼滤波
Keywords
pedestrian navigation
zero speed test
zero velocity update(ZUPT)
zero angular rate update(ZARU)
Kalman filtering
分类号
V241.62 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
基于惯性传感的人员行进动作识别方法
被引量：
26
2
作者
汪少初
刘昱
郝文飞
刘开华
路文平
机构
天津大学电子信息工程学院
出处
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2014年第6期630-636,共7页
基金
国家自然科学基金(61373102)
文摘
人员行进动作的识别对于行人航位推算(PDR)的计算精度有至关重要的影响。将连续的行进过程依据零速率修正点(ZUPT)划分为单步动作后,准确的动作识别是PDR系统的难题之一。将惯性测量单元IMU固连在胫骨中间外侧位置,采集了大量人员行进过程胫骨运动的加速度和角速度,建立了用于行进动作识别的惯性传感数据库。通过对人员的平地行走、上楼梯和下楼梯的惯性传感数据的分析,建议了一种结合运动特性寻找行进过程中零速率修正ZUPT点的方法。在完成单步步态划分的基础上,提出了一种基于支持向量机(SVM)理论,并采用惯性传感数据作为特征的SVM行进动作分类器。经大量人员行进实验验证,所建议的动作识别方法对于区分行走、上楼梯和行走、下楼梯,精度分别达到96%和85%。
关键词
行进动作识别
惯性传感
零速率修正
支持向量机
Keywords
walking pattern recognition
inertial sensing
zero velocity update
support vector machine
分类号
TN98 [电子电信—信息与通信工程]
在线阅读
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职称材料
题名
胫骨捷联惯性导航的人员行进距离估计
被引量：
1
3
作者
汪少初
刘开华
刘昱
机构
天津大学电子信息工程学院
天津市测绘院
出处
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第8期719-727,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(61373102)
文摘
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%.
关键词
捷联惯性导航
零速率修正
行人航位推算
Keywords
strap-down inertial navigation
zero velocity update
pedestrian dead-reckoning
分类号
TN967.2 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
航向误差非线性预测的惯性行人导航零速修正算法
戴洪德
马宇峰
戴邵武
郑百东
张笑宇
《系统工程与电子技术》
EI
CSCD
北大核心
2023
3
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于惯性传感的人员行进动作识别方法
汪少初
刘昱
郝文飞
刘开华
路文平
《电子测量与仪器学报》
CSCD
2014
26
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
胫骨捷联惯性导航的人员行进距离估计
汪少初
刘开华
刘昱
《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014
1
在线阅读
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职称材料
已选择
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