f2IMU-R：基于低成本足部安装双 IMU 与跨足测距的行人导航
人机交互
2021-09-21 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
足部安装惯性传感器在许多室内或 GPS 拒止应用中变得流行，包括但不限于医疗监测、步态分析、士兵和急救人员定位。然而，足部安装惯性导航在很大程度上依赖于零速更新（ZUPT）的辅助，并遇到了诸如航向漂移等固有问题。本文实现了一种基于双足部安装低成本惯性测量单元（IMU）和跨足超声波测距的行人导航系统。对系统进行了可观测性分析，以研究 ZUPT 测量和足间测距测量在改善状态可估计性方面的作用。基于 Kalman 滤波的估计算法在地球坐标系中而非常见的局部水平坐标系中实现，发现这能有效抑制 Kalman 滤波中的线性化误差。还提出了一种地球坐标系中的椭球约束，以进一步限制高度漂移。仿真和实地实验表明，所提方法比传统行人导航方案具有更好的鲁棒性和定位精度（约为行进距离的 0.1-0.2%）。
引用
@article{arxiv.2012.04143,
title = {f2IMU-R: Pedestrian Navigation by Low-cost Foot-Mounted Dual IMUs and Inter-foot Ranging},
author = {Maoran Zhu and Yuanxin Wu and Shitu Luo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.04143},
year = {2021}
}
备注
14 pages, 21 figures