基于慣性傳感器的室內(nèi)定位系統(tǒng)誤差消除算法研究.pdf

1、捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)解決了全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System)信號(hào)在室內(nèi)定位中的難點(diǎn)，它不依賴外部信號(hào)源，工作環(huán)境不受約束，成本較低、定位魯棒性好、使用靈活。然而，基于慣性傳感器的捷聯(lián)式室內(nèi)定位系統(tǒng)在高精度定位中仍舊不能維持很長(zhǎng)的時(shí)間，這是由于此系統(tǒng)無(wú)論是元器件本身、安裝位置或者其他工程計(jì)算環(huán)節(jié)都會(huì)產(chǎn)生誤差，并且誤差會(huì)不斷累積并產(chǎn)生方向漂移。本文設(shè)計(jì)了一種基于慣性傳感器室內(nèi)定位系統(tǒng)的誤差消除算法來(lái)解決上述缺陷

2、。
　　本文從分析捷聯(lián)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的各類誤差源入手，利用對(duì)慣性器件的靜態(tài)輸出特征建立相應(yīng)的靜態(tài)漂移誤差模型，并以此為基礎(chǔ)完成對(duì)卡爾曼濾波的初始化參數(shù)標(biāo)定，針對(duì)性地消除其中的元器件誤差、安裝誤差和初始條件引起的定位誤差。為了進(jìn)一步消除系統(tǒng)中原理誤差、計(jì)算誤差、運(yùn)動(dòng)干擾等誤差，本文試圖根據(jù)腳步的運(yùn)動(dòng)特性，結(jié)合零速檢測(cè)和曲線擬合方法，對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后的慣性信息建立單步動(dòng)態(tài)誤差模型，并將其擴(kuò)展應(yīng)用于行走過(guò)程中腳步動(dòng)態(tài)誤差建模，結(jié)合卡爾曼濾波

3、針對(duì)性地消除腳步動(dòng)態(tài)誤差。然而，任何模型的構(gòu)造都不可避免地含有誤差，且我們對(duì)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)物理特性的了解的局限性也可能產(chǎn)生模型誤差，所采用的計(jì)算機(jī)和算法的字長(zhǎng)與精度有限也可能產(chǎn)生模型誤差。于是，面對(duì)各類模型誤差，本文改進(jìn)了原室內(nèi)定位系統(tǒng)中的卡爾曼(Kalman)濾波算法，采用基于模型誤差協(xié)方差的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法對(duì)模型誤差進(jìn)行補(bǔ)償。最終，完成基于慣性傳感器室內(nèi)定位系統(tǒng)的誤差消除算法。
　　通過(guò)實(shí)驗(yàn)表明，本文設(shè)計(jì)的誤差消除算法在方向漂移