多傳感器信息融合的室內三維定位算法與實現(xiàn).pdf

1、隨著導航定位技術的快速發(fā)展與普及應用，復雜室內環(huán)境下的定位服務或應用已成為導航領域的研究熱點。考慮到室內二維平面定位難以滿足需求，本文以智能手機內置多傳感器信息融合的室內三維定位為研究目標，重點圍繞傳感器誤差標定與補償、慣性傳感器姿態(tài)解算、行人航跡推算(PDR)算法、氣壓計測高展開了研究。在理論研究的基礎上，基于Android操作平臺開發(fā)了傳感器數據采集的應用程序，利用Fortran語言編程實現(xiàn)了三維定位程序，并對定位程序進行了應用測試

2、和結果分析。
　　本研究主要內容包括：⑴對實驗平臺搭載的傳感器進行了誤差特性分析，針對其存在的誤差源，在現(xiàn)有的傳感器誤差數學模型基礎上，提出了一種傳感器標定的似線性模量方法。以最小二乘方法估計九參數模型的校正參數，將參數反代入校正模型，對傳感器的輸出進行補償，通過實驗驗證了該方法的正確性和有效性。⑵研究了行人步行過程中的步態(tài)模型，并給出了現(xiàn)有步頻探測方法，在此基礎上提出了“動態(tài)窗口+峰值探測+零點交叉法”的探測方法，并以三軸加速度

3、在豎直方向上的投影變量作為步頻探測的分析對象。經大量的實驗驗證，該方法具有較高的步頻探測準確度。⑶總結了現(xiàn)有步長估計模型，分析了步行過程中各個加速度特征變量與步長之間關系，在此基礎上提出了以步頻和加速度最小值為變量的步長估計模型。通過與現(xiàn)有的兩種估計模型對比實驗，表明該模型具有較高的步長估計精度。⑷針對行人步行過程中航向估計存在的問題，以慣性傳感器姿態(tài)解算理論為基礎，提出了基于四元數卡爾曼濾波的姿態(tài)更新算法。實驗結果表明，該方法有效地提