[发明专利]一种基于人体里程计的惯性导航定位方法

权利要求书

1.一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，采集人体运动的步频以及加速度和角速度信息，并对采集到的人体运动的加速度和角速度信息进行惯性导航解算，得到惯性导航解算位移增量；

步骤2，将刻度因子与步骤1采集到的人体运动的步频相乘，得到人体里程计输出位移增量；

其中所述刻度因子S为：

S＝(1+δK)[h·(a·f_step+b)+c]

其中，[h·(a·f_step+b)+c]为参考步长，f_step为步频，h为人的身高，a、b和c为不同步态下的参考步长系数，参考步长通过前期步态划分结果得到，不同步态的参考步长不同；δK为修正因子，用于修正参考步长误差；

步骤3，将修正因子增加到惯性导航系统的状态向量中，利用惯性导航原理建立惯性导航系统的状态方程；

将步骤1得到的惯性导航解算位移增量与步骤2得到的人体里程计输出位移增量之差作为观测量，建立惯性导航系统的观测方程；

步骤4，基于步骤3建立的状态方程和观测方程，利用卡尔曼滤波方法获得惯性导航系统的状态向量估计值；

步骤5，利用步骤4滤波所得状态向量估计值对人体里程计刻度因子以及惯性导航系统的零偏进行修正，完成行人全运动状态下的定位。

2.如权利要求1所述的一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，运用位移积分匹配方法建立惯性导航系统的观测方程。

3.如权利要求1所述的一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，利用陀螺仪和加速度计采集人体运动的步频以及加速度和角速度信息；惯性导航系统的状态向量为：

其中，ψ^N为姿态误差；δV^N为速度误差；ζ^N为经纬度误差；δh为高程误差；ε为三个轴向的陀螺常值零偏；为三个轴向的加速度计常值零偏。

4.如权利要求1所述的一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，所述惯性导航系统的观测方程为：δZ(k)＝δΔR_INS(t_k)-δΔS^N(t_k)，其中δZ(k)为观测量微分，δΔR_INS(t_k)为惯性导航系统解算位移增量微分，δΔS^N(t_k)为人体里程计输出位移增量微分。

5.如权利要求1所述的一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，利用微惯性传感器采集人体在不同运动步态下加速度和角速度信息。

6.如权利要求5所述的一种基于人体里程计的惯性导航定位方法，其特征在于，所述微惯性传感器配置于人体足部、腰部或胫骨。