基于微机电IMU和UWB组合的行人定位研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyc528528
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着信息时代的发展,在日常生活和工作中获取人员的位置信息变得越来越重要,有助于人们的生活服务。由于人们大部分时间处于室内环境中,因此,行人室内定位成为目前非常热门的研究课题之一。对于室内的复杂情况,行人航位推算(Pedestrian Dead Reckoning,PDR),具有易实现、自主性好、成本低等一些优点,但是,会随时间推移误差不断累积;超宽带(Ultra Wide Band,UWB),具有精度高、高速数据传输、功耗低等一些优点,但是存在多径干扰、信号遮挡等问题。因此,本文采用PDR/UWB组合的方式,两者结合在一起具有优势互补的特性,可以有效的提高行人定位精度和增强定位服务的可靠性。本文主要分成三个部分研究,分别为:PDR定位系统、UWB定位系统、PDR/UWB组合定位系统。其中,前两个部分是第三个部分的研究基础,第三个部分是研究重点。具体每个部分如下:(1)PDR定位系统:阐述了行人航位推算的相关理论基础,详细的介绍了PDR里的步态探测、步长估计和航向角估计这三个内容。本文提出利用平滑后的合加速度进行步态探测和步长估计,该方法在编程时实现起来更加简单。选取组合实验中IMU测量数据,利用PDR方法进行计算,得到本文的PDR定位精度为米级。(2)UWB定位系统:讲述UWB的信号特征,介绍了五种常见的定位技术,详细的阐述了最小二乘算法和泰勒算法,分析了两种定位算法在线性化时的不同。本文研究了UWB定位中权重分配方法,根据距离和测距质量分配权重,使得定位更加准确。选取组合实验中UWB测量数据,并编程实现了最小二乘和泰勒两种算法,通过UWB位置解算对比两者的定位效果,98%以上的定位结果可达分米级。(3)PDR/UWB组合定位系统:讲述了常用的滤波算法,根据本文研究的PDR/UWB组合内容,在离散卡尔曼滤波的基础上,建立PDR/UWB的松组合和紧组合两种模型,分析了两种组合的不同。根据组合实验测得的数据,利用本文建立的PDR/UWB松组合和紧组合两种模型进行编程并计算,对比了两种定位效果。分别研究了多个UWB信号覆盖和只有1个UWB信号覆盖时的松组合和紧组合性能,通过对两种UWB情况下的组合定位误差的分析,得到组合的精度为分米级,验证了本文所建立组合模型的可靠性。PDR/UWB组合相比于PDR提高了定位精度,相比于UWB增强了定位服务的可靠性。
其他文献
缺陷检测在纺织品、玻璃制品、钢材、道路交通、芯片等工业应用领域有非常大的需求,传统上一般使用人工和基于机器视觉的检测方法。但是,人工检测效率低、速度慢;而传统的机器视觉检测又需要依赖一些人为设计的特征,且鲁棒性差。近年来,随着计算机算力的提高以及深度神经网络的快速发展,使用深度学习方法,特别是使用目标检测方法进行缺陷检测逐渐成为研究热点之一。Cascade R-CNN是一个较新的、检测效果较好的二
四足机器人被广泛地运用在救援、野外作业等作业上,作为一种地面载具,开展对四足机器人在不同地面,即硬质地面和松软地面下的步态规划研究有重大意义。本文围绕四足机器人在不同地面下的步态规划问题,开展对腿部机构运动学、动力学、足端地面力学、稳定性分析、落足点计算以及步态规划等问题的研究。(1)开展了对腿部结构的运动学问题的研究。本文基于实验室已有的可切换自由度(单自由度和双自由度之间可切换)的腿部机构,针
光与物质的相互作用是最基本的物理过程之一。在涉及光与物质相互作用的各类模型中,半经典Rabi模型和量子Rabi模型是两个基本且重要的模型,已经被广泛应用于各种量子系统的研究和控制中,包括核磁共振、腔量子电动力学(QED)和电路QED。半经典的Rabi模型描述的是一个量子比特与一个单模的经典场的相互作用。量子电池作为一种用于临时储存能量的小型量子机械系统,可以作为媒介将能量从产生能量处转移到能量消耗
随着环境污染的加剧和能源资源的紧缺,电动汽车以其零排放、零污染和电能可再生的优势逐渐进入了人们的视野。电动汽车的碰撞安全问题一直是人们所关注的重点之一。电池包是电动汽车的动力来源,在电动汽车遭受碰撞冲击时,电池包系统很可能会产生起火、爆炸、短路等现象。在对电动汽车结构进行研发设计同时,考虑整车的碰撞安全性能,特别是电池包的安全性能是十分必要的。论文以一款由传统燃油车改装而来的电动汽车为研究对象,建
作为推动检验医学进步的存在,医学检验仪器正在向高、精、尖的方向不断发展,部分检验设备却逐渐缺失基层大规模应用的适用性,“三大常规检验”之一的尿液检验分析面临着同样的问题。尿液检验分析在许多疾病诊断中都具有重要地位,尤其是肾脏与泌尿系统疾病,在预后观测方面也是十分重要的依据。为保证尿液检验分析结果的完整性与准确性,尿液干化学分析与尿沉渣检测结果缺一不可。然而购买两类设备的高额成本与完成两次检验的繁琐
缺陷存在于广泛的材料家族中,其中不乏有二维异质结材料。当两种晶格失配度较大的材料形成异质结时,界面区域会出现失配位错以释放一部分应变能。目前关于横向异质结的研究主要局限于共格界面的理论和实验研究。本文采用第一性原理计算,系统研究了含有失配位错的半共格锯齿型BN/Al N异质结纳米带的电子和光学性质。本工作的主要研究内容如下:文中构建了多种界面的锯齿型BN/Al N纳米带结构,发现界面处存在失配位错
河口湿地位于陆海交互地带,地球生物化学过程活跃。经济快速发展产生的大量活性氮输入到河口环境中,带来一系列生态环境问题,而深入理解氮循环微生物过程有助于应对河口氮污染等环境问题。硝化过程在氮循环中发挥着至关重要的作用,最近全程硝化菌(comammox)的发现,即单一微生物个体将氨直接催化为硝酸盐,改变了一百多年来硝化过程需要两种不同微生物催化的传统认识,该发现也使comammox成为硝化微生物过程的
从古至今,人类就没有放弃过对飞行的探究,尽管固定翼飞机和旋翼飞机等人类发明的飞行器已经足够优秀,但是其飞行性能比之自然界的飞行生物,尤其是昆虫,仍然有很大的差距。自然界的生物普遍使用的是扑翼进行飞行——通过调整翅膀的运动模式,使自己拥有出色的飞行机动能力。生物的扑翼飞行一直是科学家们的研究重点。对扑翼的研究有助于我对扑翼飞行器的设计研究,尤其是厘米量级的微飞行器(MAV)。这是因为,在厘米量级的小
移动机器人的路径规划和轨迹跟踪是机器人领域的关键技术,是移动机器人自主完成作业的基础。随着应用需要,人们对路径规划和轨迹跟踪技术提出更高的要求。传统路径规划方法和轨迹平滑方法未考虑移动机器人的动力学,路径不符合实际运动导致轨迹跟踪效果不理想,对于重心较高的移动机器人存在横向受力频繁变化的问题。本文以装校特殊模块的转运车为研究对象,该车因结构特殊和模块较重使转运车重心较高,研究转运车的路径规划优化以
信息化时代背景下,传统的教育方式已经无法满足现代教育的要求,新技术的出现也促使高等教育模式发生重大的转变,推进教育信息化成为现代化教育为顺应时代发展而必须坚持的目标。为进一步促进现代化教育的改革,提升教育质量,增强教育信息化程度,在线开放课程的建设就显得十分必要。然而,针对目前土木工程专业本科教学在线课程的建设情况来看,土木工程专业的相关在线课程,存在资源冗杂、课程分散、组织结构不集中、针对性不强