基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法

作     者：路永乐 杨杰 鄢誉 苏胜 李娜 Lu Yongle;Yang Jie;Yan Yu;Su Sheng;Li Na

作者机构：重庆邮电大学智能传感技术与微系统重庆市高校工程研究中心重庆400065 中国兵器装备集团西南技术工程研究所重庆401329 

出 版 物：《仪器仪表学报》 (Chinese Journal of Scientific Instrument)

年 卷 期：2024年第45卷第5期

页      面：291-299页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 081102[工学-检测技术与自动化装置] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：重庆市科委自然科学基金面上项目(cstc2021jcyj-msxmX0566)资助 

主　　题：姿态更新 等效旋转矢量 长短期记忆网络 行人导航算法 

摘      要：针对低成本足绑式行人导航系统中航向误差快速发散导致定位精度下降的问题,从降低姿态更新误差的角度出发,基于等效旋转矢量理论和傅里叶展开,提出一种基于函数拟合姿态更新方法的足绑式行人导航算法。首先,以等效旋转矢量法为理论基础,使用正余弦函数拟合足部运动角速度,利用泰勒展开及等式变换求取函数拟合姿态更新方法;随后,结合长短期记忆网络(LSTM)零速检测,设计适用于多种步态的足绑式行人导航算法;最后,以WT901BC IMU为硬件平台开展了多组不同步态的闭环路径验证实验,结果表明,相较于传统基于四元数法或二子样等效旋转矢量法的足绑式行人导航算法,所提方法定位误差平均减小47.66%和42.83%,航向误差平均减小49.99%和44.74%。