[发明专利]一种面向室内行人导航的AHRS/UWB无缝组合导航方法

摘要

本发明公开了一种面向室内行人导航的AHRS/UWB无缝组合导航方法，包括将整个导航方法分为培训和预估两个阶段，在UWB信号正常的情况下，将AHRS采集到的位置和速度信息与UWB采集到的位置和速度信息的差值作为主数据融合滤波器的观测量，对当前时刻最优的位置、速度和姿态误差进行预估；一旦UWB信号出现失锁，AHRS中输出的位置、速度和姿态信息作为预估输入传送到人工智能算法中，通过构建的映射关系，对主数据融合滤波器失锁的观测向量进行预估，保证主数据融合滤波器的正常工作，进而保证整个导航系统的无缝导航。

主权项

一种面向室内行人导航的AHRS/UWB无缝组合导航方法，其特征是，包括以下步骤：(1)分别将AHRS与UWB无线发送模块安装在行人的鞋上，将UWB无线发送模块固定在设定位置；(2)通过AHRS对鞋子的运行状态进行识别，在鞋子处于静止状态时，通过局部数据融合滤波器对AHRS解算的导航信息误差进行预估和补偿，得到当前时刻鞋子的位置、速度和姿态的导航信息的最优估计；(3)根据UWB信号是否正常，将整个导航算法分为培训和预估两个阶段；(4)培训阶段，UWB信号正常，通过对AHRS与UWB两种模块之间的距离和距离变化率的测量，完成对行人鞋子位置和速度的预估；(5)将步骤(4)中采集到的位置和速度信息与步骤(2)中采集到的位置和速度信息做差，所述差值作为主数据融合滤波器的观测量，通过主数据融合滤波器对当前时刻最优的位置、速度和姿态误差进行预估，并对AHRS采集到的数据进行误差补偿，最终得到当前时刻最优的导航信息预估；(6)将AHRS采集到的位置、速度和姿态信息与主数据融合滤波器输出的最优误差预估分别作为人工智能算法的培训输入和目标输入，通过人工智能算法对两者之间的映射关系进行构建；(7)一旦UWB信号出现失锁，整个导航算法进入预估阶段；在这一阶段，将步骤(2)中输出的当前时刻鞋子的导航信息作为预估输入传送到人工智能算法中，利用步骤(6)中构建的映射关系，对UWB采集到的位置和速度信息进行预估；(8)返回步骤(5)，将对UWB采集到的位置和速度信息的预估值与步骤(2)中采集到的位置和速度信息做差，所述差值作为主数据融合滤波器的观测量，保证主数据融合滤波器的正常工作，进而保证整个导航系统的无缝导航。