運(yùn)動人體可穿戴式自主定位技術(shù)研究.pdf

1、目前，室外導(dǎo)航定位已經(jīng)成為了一項(xiàng)比較成熟和實(shí)用的技術(shù)。然而，隨著數(shù)據(jù)、多媒體行業(yè)這些年的飛速發(fā)展，人們對定位與導(dǎo)航的需求和精度要求也是與日俱增。尤其在室內(nèi)環(huán)境十分復(fù)雜的情況下，常常需要確定室內(nèi)行人或其所佩戴的移動終端的位置、姿態(tài)、速度等信息。但是受定位時間、定位精度、無定位信號以及復(fù)雜室內(nèi)環(huán)境等條件的限制，現(xiàn)如今的導(dǎo)航系統(tǒng)往往表現(xiàn)得并不是十分強(qiáng)大。比如:一般民用導(dǎo)航的系統(tǒng)精度大約在10m左右，其定位的精度距離服務(wù)應(yīng)用方面還是不夠高;并且

2、一般的室內(nèi)環(huán)境，經(jīng)常會出現(xiàn)墻、禁止通行路標(biāo)、欄桿等障礙物的情況，如若單獨(dú)使用GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，其不會考慮這些微小的路障，所以會比較常出現(xiàn)穿墻、跨欄等現(xiàn)象，造成失敗服務(wù)。因此研究一種無需GPS輔助定位信息介入，可應(yīng)用于任何定位環(huán)境并具有較高精度的自主定位技術(shù)是很有必要的。
　　目前，符合上述需求的定位技術(shù)解決方案已被許多專家學(xué)者所提出并進(jìn)行了深入研究，其中包括:射頻識別技術(shù)、ZigBee技術(shù)、A-GPS定位技術(shù)、超聲波定位技術(shù)、超寬帶

3、技術(shù)光跟蹤定位、圖像分析、藍(lán)牙技術(shù)、信標(biāo)定位以及紅外和計(jì)算機(jī)視覺定位技術(shù)等。
　　然而，直到目前還沒有人提出一種針對于運(yùn)動人體可穿戴式的低成本、好實(shí)現(xiàn)、易操作、高精度、高可靠性、便捷的自主定位的方法。鑒于此，本文利用零速和全姿態(tài)校正的方式，將誤差向量通過智能濾波器對MEMS慣性測量單元IMU(InertialMeasurement Units)的位置、速度及姿態(tài)等信息進(jìn)行融合校準(zhǔn)，從而完成擁有上述幾個特點(diǎn)的自主定位工作。因此，本文

4、此項(xiàng)研究具有廣闊的應(yīng)用前景和很大的現(xiàn)實(shí)意義。本文主要面向在無衛(wèi)星定位的情況下，利用設(shè)備可穿戴的特點(diǎn)，根據(jù)人體靜止?fàn)顟B(tài)的特征進(jìn)行檢測觸發(fā)，通過零線速度、零角速度、地磁和智能濾波器等手段對微慣導(dǎo)系統(tǒng)的定位信息進(jìn)行修正，有效解決慣導(dǎo)器件的長時漂移問題，從而提高定位精度。本文采用SINS+IF+ZUPT+ZARU+COMPASS算法框架，其中SINS為捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，IF為智能濾波器，ZUPT與ZARU分別為基于人體的零線速度和零角速度的修正