应用科学学报
應用科學學報
응용과학학보
JOURNAL OF APPLIED SCIENCES
2014年
4期
349-356
,共8页
陈兴秀%张金艺%晏理%刘江%周文强
陳興秀%張金藝%晏理%劉江%週文彊
진흥수%장금예%안리%류강%주문강
三维%室内定位%行人航迹推算%微机电系统
三維%室內定位%行人航跡推算%微機電繫統
삼유%실내정위%행인항적추산%미궤전계통
3D%indoor navigation%pedestrian dead reckoning (PDR)%micro-electro-mechanical system (MEMS)
在微机电惯性测量单元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)人体室内定位技术研究领域中,行人航迹推算法(pedestrian dead reckoning,PDR)具有计算简便、对传感器精度要求低的优点,得到了较为广泛的应用,但传统的PDR研究通常只针对单一的二维前进行走运动模式,这与人体实际的三维复杂运动模式相距甚远.该文从人体三维室内定位研究角度出发,通过10轴MEMS传感器采集人体运动原始信息,提出了三维复杂运动模式航迹推算法.首先使用双零点交叉区间内的峰值双轴检测法与俯仰角检测法来检测5类非行走运动模式,排除其对有效跨步检测的干扰;其次使用相位反转法与气压值突变法区分3类行走运动模式,提取出不同类型的有效跨步;最后针对每一个有效跨步求解出人体位置的三维坐标值,完成人体三维室内定位.实验表明,所提出的三维复杂运动模式航迹推算法在人体实际室内运动中,相较传统的峰值检测和零点交叉法PDR,水平定位精度提升了99%,并且高度定位精度可以达到92.4%.
在微機電慣性測量單元(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)人體室內定位技術研究領域中,行人航跡推算法(pedestrian dead reckoning,PDR)具有計算簡便、對傳感器精度要求低的優點,得到瞭較為廣汎的應用,但傳統的PDR研究通常隻針對單一的二維前進行走運動模式,這與人體實際的三維複雜運動模式相距甚遠.該文從人體三維室內定位研究角度齣髮,通過10軸MEMS傳感器採集人體運動原始信息,提齣瞭三維複雜運動模式航跡推算法.首先使用雙零點交扠區間內的峰值雙軸檢測法與俯仰角檢測法來檢測5類非行走運動模式,排除其對有效跨步檢測的榦擾;其次使用相位反轉法與氣壓值突變法區分3類行走運動模式,提取齣不同類型的有效跨步;最後針對每一箇有效跨步求解齣人體位置的三維坐標值,完成人體三維室內定位.實驗錶明,所提齣的三維複雜運動模式航跡推算法在人體實際室內運動中,相較傳統的峰值檢測和零點交扠法PDR,水平定位精度提升瞭99%,併且高度定位精度可以達到92.4%.
재미궤전관성측량단원(micro-electro-mechanical system-inertial measurement unit,MEMS-IMU)인체실내정위기술연구영역중,행인항적추산법(pedestrian dead reckoning,PDR)구유계산간편、대전감기정도요구저적우점,득도료교위엄범적응용,단전통적PDR연구통상지침대단일적이유전진행주운동모식,저여인체실제적삼유복잡운동모식상거심원.해문종인체삼유실내정위연구각도출발,통과10축MEMS전감기채집인체운동원시신식,제출료삼유복잡운동모식항적추산법.수선사용쌍영점교차구간내적봉치쌍축검측법여부앙각검측법래검측5류비행주운동모식,배제기대유효과보검측적간우;기차사용상위반전법여기압치돌변법구분3류행주운동모식,제취출불동류형적유효과보;최후침대매일개유효과보구해출인체위치적삼유좌표치,완성인체삼유실내정위.실험표명,소제출적삼유복잡운동모식항적추산법재인체실제실내운동중,상교전통적봉치검측화영점교차법PDR,수평정위정도제승료99%,병차고도정위정도가이체도92.4%.