[发明专利]一种航向误差修正方法与装置及磁场检测方法与装置

权利要求书

1.一种航向误差修正方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a)人员行进中，以固定周期采集磁场测量数据、陀螺仪测量数据、加速度计测量数据；

(b)利用下式计算检验统计量T

其中，α₁、α₂、α₃、α₄分别为第一权值、第二权值、第三权值、第四权值，α₁+α₂+α₃+α₄＝1，α₁、α₂、α₃、α₄的取值范围分别为0＜α₁＜1、0＜α₂＜1、0＜α₃＜1、0＜α₄＜1或α₁、α₂、α₃、α₄的取值范围分别为0＜α₁＜1、0＜α₂＜1、0＜α₃＜1、α₄＝0，m为人员行进的步数间隔，m＞2，s为人员步数，B_i、θ_i、ξ_i分别为人员行进中第i步的导航坐标系下的磁场幅度、磁场解算航向、陀螺仪解算航向、磁场解算航向与陀螺仪解算航向的偏差，分别为磁场幅度的噪声方差、磁场解算航向的噪声方差、陀螺仪解算航向的噪声方差、磁场解算航向与陀螺仪解算航向的偏差的方差，B_i、θ_i、ξ_i、均利用步骤(a)中的磁场测量数据、陀螺仪测量数据计算得到；

(c)若T＜γ，则判定在人员行进中第s步到第s+m-1步之间对应的时间区间内磁场处于稳态，并跳转到步骤(d)，否则跳转到步骤(a)，其中，γ为磁场稳态检测门限；

(d)在由步骤(c)得到的人员行进中第s步到第s+m-1步之间对应的时间区间内，将磁场解算航向作为观测量，利用卡尔曼滤波对航向角误差进行估计，利用航向角误差对人员的航向进行修正。

2.根据权利要求1所述的航向误差修正方法，其特征在于：所述步骤(b)中，B_i、θ_i分别为从人员行进中第i步的静止时间区间中任取的时刻在导航坐标系下的磁场幅度、磁场解算航向、陀螺仪解算航向，其中，第i步的静止时间区间为人员行进中第i步对应的人员足部(1)与地接触的时间区间。

3.根据权利要求2所述的航向误差修正方法，其特征在于：所述步骤(b)中，第i步的静止时间区间通过如下步骤计算：

(b1)计算人员足部(1)在k时刻的加速度模值其中(a_x(k),a_y(k),a_z(k))为k时刻人员足部(1)在导航坐标系下的加速度；

(b2)利用下式计算偏差σ_k和方差λ_k，

其中M₁的取值范围为3≤M₁≤10，M₂的取值范围为3≤M₂≤10，且M₁、M₂均为整数；

(b3)设置偏差门限η_BIAS、方差门限η_v，若式子λ_k≥η_v和σ_k≥η_BIAS中至少有一项成立，则判断人员足部(1)在k时刻为运动状态，反之，则判断人员足部(1)在k时刻为静止状态；

(b4)若检测到人员足部(1)在时间区间[k_1i,k_2i]内的每个时刻均为静止状态，而检测到人员足部(1)在k_1i-1时刻、k_2i+1时刻均为运动状态，则认为时间区间[k_1i,k_2i]为人员行进中的第i步对应的静止时间区间。