基于步态特征的微惯性导航Kalman滤波器参数自适应设置方法与流程

文档序号:33403120发布日期:2023-03-08 19:45阅读:来源:国知局

技术特征:
1.基于步态特征的微惯性导航kalman滤波器参数自适应设置方法,其特征在于,将微惯性传感器绑定于行人足部,采集行人步态下的原始惯性数据;利用每一步零速区间内解算航向角的均值计算相邻步航向角差值;利用航向角差值判断行人步态;在行人弧线走或转弯时,利用航向角差值自适应调整系统噪声q矩阵的值,利用新息自适应调整量测噪声r矩阵的值。2.根据权利要求1所述的基于步态特征的微惯性导航kalman滤波器参数自适应设置方法,其特征在于,利用相邻步航向角差值判断行人步态,方法为:设定步态判别阈值,当相邻步航向角差值小于设定的阈值,表明行人处于直线走状态,当相邻步航向角差值大于设定的阈值,表明行人处于弧线走或转弯状态。3.根据权利要求1所述的基于步态特征的微惯性导航kalman滤波器参数自适应设置方法,其特征在于,当行人在进行弧线走或转弯机动运动时,姿态误差对应q矩阵的值自适应调整为:其中,i=1,2,3,q

i
为调整后q矩阵对角线元素值,为两个相邻步间的航向角差值,表示根据运动剧烈程度引入的噪声修正量,δ
base
表示修正的基底阈值,为常值。4.根据权利要求1所述的基于步态特征的微惯性导航kalman滤波器参数自适应设置方法,其特征在于,当行人在进行弧线走或转弯机动运动时,利用新息对r矩阵进行自适应调整:r

i
=r
i
+rk*rk其中,i=1,2,3,r

i
为调整后r矩阵对角线元素值,同时对r矩阵进行限幅设置:其中,th
r
为r矩阵限幅判别阈值。

技术总结
本发明公开了基于步态特征的微惯性导航Kalman滤波器参数自适应设置方法,将微惯性传感器绑定于行人足部,采集行人在直线走、弧线走、转弯等步态下的原始惯性数据;利用每一步零速区间内解算航向角的均值计算相邻步航向角差值;利用航向角差值判断行人步态;在行人弧线走或转弯时,利用航向角差值自适应调整系统噪声Q矩阵的值,利用新息自适应调整量测噪声R矩阵的值。本发明自适应调整Kalman滤波器的系统噪声和量测噪声,大幅度提升了误差估计精度,实现行人高精度定位导航。实现行人高精度定位导航。实现行人高精度定位导航。


技术研发人员:郑辛 王鹏宇 孙伟 李海军 蒋荣 徐西京 苗宏胜 裴玉锋
受保护的技术使用者:北京自动化控制设备研究所
技术研发日:2022.11.07
技术公布日:2023/3/7
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