[发明专利]基于MEMS传感器和VLC定位融合的双粒子滤波导航装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于MEMS传感器和VLC定位融合的双粒子滤波导航装置和方法，包括MEMS传感器、INS模块、PDR定位模块、VLC定位模块、测姿粒子滤波器和定位粒子滤波器；本发明在测姿滤波器的设计中，三维姿态误差和三轴陀螺仪漂移作为6维的状态向量。基于惯导机械编排的误差方程作为其系统方程，用于更新粒子状态。观测方程包括加速度计观测量更新和磁力计观测量更新，用于计算粒子权重。测姿滤波器输出VLC接收器的姿态给VLC定位模块以校正姿态的影响。在定位滤波器的设计中，二维平面的位置信息作为系统状态向量，基于行人航位推算的误差方程作为系统方程，而VLC的定位结果则作为定位滤波器的观测方程。

主权项

1.基于MEMS传感器和VLC定位融合的双粒子滤波导航装置，其特征在于：包括MEMS传感器、INS模块、PDR定位模块、VLC定位模块、测姿粒子滤波器和定位粒子滤波器；所述MEMS传感器包括加速度计、陀螺仪以及磁力计；测姿粒子滤波器的输入包括：陀螺仪采集接收器在XYZ方向的角速度信息经过INS模块的机械编排算法处理得到的INS姿态信息、加速度计采集的接收器在XYZ方向的加速度信息以及磁力计采集的接收器相对东、南、西、北方向的角度信息；其中，加速度信息和角速度信息按时间轴顺序输入至测姿粒子滤波器；输出包括传递给PRD定位模块和VLC定位模块的姿态误差向量和反馈给陀螺仪用以噪声补偿的陀螺偏差向量；定位粒子滤波器的输入包括PDR定位模块输出的PDR位置信息和VLC定位模块输出的位置信息，PDR定位模块的输入包括采集的接收器在XYZ方向的加速度信息和所述测姿粒子滤波器输出的姿态信息；定位粒子滤波器输出接收器的定位信息。