[发明专利]一种结合行人运动场景约束的方位角校准算法

摘要

本发明公开了一种结合行人运动场景约束的方位角校准算法，在捷联式惯导系统中，利用陀螺仪测量载体各轴旋转运动的瞬时角度增量(角速度)，采用积分的方式计算方位信息，随着时间的增长，方位角误差会呈现发散的状态，使得系统的长期精度差，基于地磁和重力属性的电子罗盘，不存在误差累积的问题，但是当存在干扰磁场时，磁强计的数据反而会使方位角产生较大偏差，则引入基于运动场景约束的方位角校准算法。它采用一些已知的规则运动模式，如结合行人在地面上直线行走模式、上下楼梯模式等将其作为约束条件，以纠正方位角误差，本发明提出的方位角校准算法避免了由于陀螺漂移和外界磁场干扰带来的方位角偏差的问题，进一步提高了导航定位精度。

主权项

1.一种结合行人运动场景约束的方位角校准算法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据传感器输出的行人在直线行走模式或行人在楼梯行走模式中的测量数据，通过捷联惯导算法得到行人在直线行走模式或行人在楼梯行走模式中每一时刻行人的速度、位置解算结果和方位解算结果；并根据陀螺仪测量的数据进行四阶龙格库塔算法得到的四元数；所述传感器输出的测量数据包括加速度计测量的数据和陀螺仪测量的数据；(2)根据位置解算结果、零速检测和零速修正技术，得到相邻两个零速区间上的竖直方向位移差；根据方位角解算结果、零速检测和零速修正技术，得到相邻两个零速区间上的航向角偏差；(3)根据相邻两个零速区间上的竖直方向位移差和航向角偏差以及四元数建立卡尔曼滤波器，进行行人在直线行走模式或行人在楼梯行走模式中航向角的更新和校准。