Investigación sobre la calibración de la orientación para el sistema de posicionamiento peatonal inercial montado en el pie basado en la actitud del acelerómetro
Autores: Wang, Qiuying; Liu, Kaiyue; Sun, Zhiguo; Cai, Muchun; Cheng, Ming
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2019
Acceso abierto
Artículo científico
2019
Investigación sobre la calibración de la orientación para el sistema de posicionamiento peatonal inercial montado en el pie basado en la actitud del acelerómetro
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Montado en el pie
Posicionamiento inercial de peatones
Actualización de velocidad cero
Algoritmo de actitud mejorado
Mediciones de acelerómetro
Filtro de Kalman
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
El posicionamiento peatonal inercial montado en el pie (FIPP) juega un papel importante para facilitar las actividades peatonales. Es adecuado para aplicaciones en entornos interiores donde los sistemas de navegación por satélite globales no están disponibles, como durante acciones de lucha contra incendios y militares. Sin embargo, el error de posicionamiento de FIPP puede aumentar rápidamente debido al ruido de medición de los sensores. La Actualización de Velocidad Cero (ZUPT) es un método de corrección de errores propuesto para resolver este error acumulativo. Sin embargo, el ángulo de desalineación de rumbo, que resulta en un aumento continuo del error de posicionamiento, no puede ser estimado por ZUPT. Para resolver este problema, se propone en este documento el ZUPT mejorado basado en el Algoritmo de Actitud Mejorado (IAA) según las mediciones del acelerómetro. Cuando un peatón está en la fase de postura, la actitud horizontal se estima utilizando las mediciones del acelerómetro. Según la relación entre el ángulo de desalineación de rumbo y la actitud horizontal, el ángulo de desalineación de rumbo se obtiene mediante una serie de derivaciones matemáticas. Tomando el error de velocidad y el ángulo de desalineación de actitud como observaciones, el ángulo de desalineación de rumbo y el error de posicionamiento pueden ser estimados y compensados a través del filtro de Kalman. Finalmente, utilizamos el sensor MTI-G710 fabricado por XSENS para la prueba real y los resultados experimentales muestran que el método propuesto es efectivamente correcto.
Descripción
El posicionamiento peatonal inercial montado en el pie (FIPP) juega un papel importante para facilitar las actividades peatonales. Es adecuado para aplicaciones en entornos interiores donde los sistemas de navegación por satélite globales no están disponibles, como durante acciones de lucha contra incendios y militares. Sin embargo, el error de posicionamiento de FIPP puede aumentar rápidamente debido al ruido de medición de los sensores. La Actualización de Velocidad Cero (ZUPT) es un método de corrección de errores propuesto para resolver este error acumulativo. Sin embargo, el ángulo de desalineación de rumbo, que resulta en un aumento continuo del error de posicionamiento, no puede ser estimado por ZUPT. Para resolver este problema, se propone en este documento el ZUPT mejorado basado en el Algoritmo de Actitud Mejorado (IAA) según las mediciones del acelerómetro. Cuando un peatón está en la fase de postura, la actitud horizontal se estima utilizando las mediciones del acelerómetro. Según la relación entre el ángulo de desalineación de rumbo y la actitud horizontal, el ángulo de desalineación de rumbo se obtiene mediante una serie de derivaciones matemáticas. Tomando el error de velocidad y el ángulo de desalineación de actitud como observaciones, el ángulo de desalineación de rumbo y el error de posicionamiento pueden ser estimados y compensados a través del filtro de Kalman. Finalmente, utilizamos el sensor MTI-G710 fabricado por XSENS para la prueba real y los resultados experimentales muestran que el método propuesto es efectivamente correcto.