[发明专利]基于人体运动学模型的行人导航系统与导航定位方法

摘要

本发明公开了一种基于人体运动学模型的行人导航系统与导航定位方法，属于生物动力学与惯性导航技术相结合的领域。本发明利用人体运动中下肢(包括足部、小腿、大腿，髋部)以及连接它们的各个关节之间的运动学规律构建虚拟惯性传感器组件，并实时修正该虚拟惯性传感器组件以及行人导航系统的各项误差，能实现人体运动中的精确导航定位。本发明方法在人体高过载运动中，可有效克服测量信息超量程、冲击信号等对导航解算的影响，具有较高的实时定位性能。

主权项

基于人体运动学模型的行人导航系统，其特征在于，所述行人导航系统包括惯性传感组件和微型导航计算机，所述惯性传感组件包括惯性与地磁测量单元以及惯性测量单元，其中，一组惯性与地磁测量单元安装于人体躯干髋部，多组惯性测量单元分别安装于双腿，微型导航计算机安装在人体躯干上，所述微型导航计算机与惯性传感组件之间通过电缆或无线通讯完成数据传输；其中，躯干的惯性与地磁测量单元以及下肢的惯性测量单元通过确定足部零力矩点实现下肢各级杆臂效应补偿，并结合关节坐标系的肌肉骨骼间附着点坐标转换实现陀螺仪所测量的角速度的转换，从而构成足部虚拟惯性传感组件，通过该虚拟惯性传感组件完成行人导航过程。