[发明专利]行人惯性导航装置和方法

权利要求书

1.一种行人惯性导航装置，其特征是：包括用于与行人鞋跟固定连接的惯性测量单元（1）、数据采集及处理单元（2）、显示单元（3）、步行状态采集单元（13）和供电单元（4），所述惯性测量单元（1）包括敏感方向互相垂直的三个加速度计和敏感轴互相垂直的三个陀螺；所述供电单元（4）分别与惯性测量单元（1）、数据采集及处理单元（2）和显示单元（3）电连接，所述惯性测量单元（1）的输出端与数据采集及处理单元（2）的输入端连接，数据采集及处理单元（2）的输出端与显示单元（3）的输入端连接；所述步行状态采集单元（13）包括用于固定安装于行人鞋子的脚跟部位的第一微动开关（16）和用于固定安装于行人的鞋子的脚掌部位的第二微动开关（17），所述第一微动开关（16）、第二微动开关（17）分别与数据采集及处理单元（2）的输入端电连接。

2.一种利用权利要求1的装置进行行人惯性导航的方法：其特征是包括如下步骤步骤：

（1）将所述行人惯性导航装置中的惯性测量单元（1）与行人的鞋跟固定在一起，使得惯性测量单元（1）的三个敏感轴中的x轴与地面和鞋的长度方向平行、y轴与地面平行且z轴与地面垂直；将所述步行状态采集单元（13）的第一微动开关（16）固定安装于行人鞋子的脚跟部位，并将将所述步行状态采集单元（13）的第二微动开关（17）固定安装于行人的鞋子的脚掌部位；

（2）在行人处于静止状态时，对行人惯性导航装置进行初始对准；

（3）所述惯性测量单元（1）从行人的鞋跟处分别采集x轴、y轴和z轴上的加速度和角速度并传输到所述数据采集及处理单元（2）；

（4）所述数据采集及处理单元（2）将步骤（3）所获得的x轴上的加速度与预设的阈值进行比较：

若x轴上的加速度小于预设的阈值，且所述第一微动开关（16）和第二微动开关（17）均为闭合状态，则将数据采集及处理单元（2）利用捷联惯性导航算法所计算的当前速度作为从上一次执行步骤（4）到目前的积累误差，并根据这一积累误差对惯性测量单元（1）进行校正，后利用捷联惯性导航算法对步骤（2）所采集的x轴、y轴和z轴上的加速度和角速度计算行人的鞋跟的姿态信息和位移信息；

若x轴上的加速度大于等于预设的阈值，则直接利用捷联惯性导航算法对步骤（2）所采集的x轴、y轴和z轴上的加速度和角速度计算行人的鞋跟的姿态信息和位移信息；

（5）将步骤（4）计算得到的所述姿态信息和位移信息发送到所述显示单元（3）并进行显示，同时返回执行步骤（3）。