步行定位精度提高方法、系统、设备及介质

    专利2025-03-27  31


    本申请实施例涉及导航领域,尤其涉及步行定位精度提高方法、系统、设备及介质。


    背景技术:

    1、定位服务被应用于各个方面。对于人员步行定位服务,人员足部着地时刻速度为0,可以利用这一信息对人员位置进行修正,以减缓定位误差的增加。然而,随着时间的增长,定位误差还是会增加,还需要额外的测量信息来对位置进行修正。


    技术实现思路

    1、以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

    2、本申请的目的在于至少一定程度上解决相关技术中存在的技术问题之一,本申请实施例提供了步行定位精度提高方法、系统、设备及介质。

    3、本申请的第一方面的实施例,一种步行定位精度提高方法,包括:

    4、获取惯性测量单元imu的测量数据;

    5、根据所述测量数据更新状态值;

    6、当判断所述imu处于静止状态,将所述测量数据中的imu速度作为测量值更新状态误差,得到第一状态误差值,根据所述第一状态误差值更新状态值;

    7、当所述imu处于静止状态的时间超过预设时间阈值,将所述测量数据中的imu角速度作为测量值更新状态误差,得到第二状态误差值,根据所述第二状态误差值更新状态值;

    8、当判断所述imu处于静止状态,将imu与基站的距离作为测量值更新状态误差,得到第三状态误差值,根据所述第三状态误差值更新状态值;

    9、其中,所述状态值包括imu的姿态、速度、位置、陀螺仪零偏、加速度计零偏和测距零偏;所述测距零偏是在判断所述imu从静止状态转变为运动状态的情况下,根据imu位置和imu与基站的距离得到的。

    10、根据本申请的第一方面的某些实施例,在获取惯性测量单元imu的测量数据之前,所述方法还包括:

    11、以imu的当前位置为原点建立参考坐标系。

    12、根据本申请的第一方面的某些实施例,在所述以imu的当前位置为原点建立参考坐标系之后,所述方法还包括:

    13、基于所述参考坐标系,初始化所述imu的初始状态和卡尔曼滤波器的参数;

    14、其中,所述初始状态包括姿态、速度、位置、陀螺仪零偏和加速度计零偏,所述卡尔曼滤波器的参数包括状态方差矩阵、状态方差传递矩阵和测量方差。

    15、根据本申请的第一方面的某些实施例,所述判断所述imu处于静止状态,包括:

    16、当所述测量数据中的imu加速度处于加速度阈值范围内,且所述imu角速度处于角速度阈值范围内,判断所述imu处于静止状态。

    17、根据本申请的第一方面的某些实施例,按照以下方式确定imu位置和imu与基站的距离:

    18、当判断所述imu处于静止状态,检测得到多组imu位置检测值,将多组imu位置检测值的平均值作为imu位置;

    19、检测得到多组imu与基站的距离检测值,将多组imu与基站的距离检测值的平均值作为imu与基站的距离。

    20、根据本申请的第一方面的某些实施例,按照以下方式在判断所述imu从静止状态转变为运动状态的情况下,根据imu位置和imu与基站的距离得到基站位置和测距零偏:

    21、当判断所述imu从静止状态转变为运动状态,增加一个步数,并获取一组imu位置和imu与基站的距离;

    22、当所述步数达到预设步数阈值,根据多组imu位置和imu与基站的距离得到基站位置和测距零偏。

    23、根据本申请的第一方面的某些实施例,所述根据多组imu位置和imu与基站的距离得到基站位置和测距零偏,包括:

    24、根据多组imu位置和imu与基站的距离构建基于无约束优化问题的方程组;

    25、求解基于无约束优化问题的方程组得到基站位置和测距零偏。

    26、本申请的第二方面的实施例,一种步行定位精度提高系统,包括惯性测量单元imu和处理装置;

    27、所述处理装置包括:

    28、输入模块,用于获取惯性测量单元imu的测量数据;

    29、第一更新模块,用于根据所述测量数据更新状态值;

    30、第二更新模块,用于当判断所述imu处于静止状态,将所述测量数据中的imu速度作为测量值更新状态误差,得到第一状态误差值,根据所述第一状态误差值更新状态值;

    31、第三更新模块,用于当所述imu处于静止状态的时间超过预设时间阈值,将所述测量数据中的imu角速度作为测量值更新状态误差,得到第二状态误差值,根据所述第二状态误差值更新状态值;

    32、第四更新模块,用于当判断所述imu处于静止状态,将imu与基站的距离作为测量值更新状态误差,得到第三状态误差值,根据所述第三状态误差值更新状态值;

    33、计算模块,用于在判断所述imu从静止状态转变为运动状态的情况下,根据imu位置和imu与基站的距离得到测距零偏;

    34、其中,所述状态值包括imu的陀螺仪零偏、加速度计零偏和测距零偏。

    35、本申请的第三方面的实施例,一种电子设备,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的步行定位精度提高方法。

    36、本申请的第四方面的实施例,一种计算机存储介质,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如上所述的步行定位精度提高方法。

    37、上述方案至少具有以下的有益效果:通过对状态值的持续更新优化,持续缩小误差,利用基站位置、测距零偏、加速度零偏和角速度零偏,实时反馈到人员位置的计算中,能够提高人员的定位精度。



    技术特征:

    1.一种步行定位精度提高方法,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,在获取惯性测量单元imu的测量数据之前,所述方法还包括:

    3.根据权利要求2所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,在所述以imu的当前位置为原点建立参考坐标系之后,所述方法还包括:

    4.根据权利要求1所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,所述判断所述imu处于静止状态,包括:

    5.根据权利要求1所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,按照以下方式确定imu位置和imu与基站的距离:

    6.根据权利要求5所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,按照以下方式在判断所述imu从静止状态转变为运动状态的情况下,根据imu位置和imu与基站的距离得到基站位置和测距零偏:

    7.根据权利要求6所述的一种步行定位精度提高方法,其特征在于,所述根据多组imu位置和imu与基站的距离得到基站位置和测距零偏,包括:

    8.一种步行定位精度提高系统,其特征在于,包括惯性测量单元imu和处理装置;

    9.一种电子设备,其特征在于,包括:存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的步行定位精度提高方法。

    10.一种计算机存储介质,其特征在于,存储有计算机可执行指令,所述计算机可执行指令用于执行如权利要求1至7中任一项所述的步行定位精度提高方法。


    技术总结
    本申请实施例提供了步行定位精度提高方法、系统、设备及介质,其中方法包括获取惯性测量单元IMU的测量数据;根据测量数据更新状态值;当判断IMU处于静止状态,将IMU速度作为测量值更新状态误差,得到第一状态误差值,根据第一状态误差值更新状态值;当IMU处于静止状态的时间超过预设时间阈值,将IMU角速度作为测量值更新状态误差,得到第二状态误差值,根据第二状态误差值更新状态值;当判断IMU处于静止状态,将IMU与基站的距离作为测量值更新状态误差,得到第三状态误差值,根据第三状态误差值更新状态值;通过对状态值的持续更新优化,持续缩小误差,提高定位精度。

    技术研发人员:苏建敏,翟懿奎,杨晓杏
    受保护的技术使用者:五邑大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/4/29
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