基于磁場SLAM輔助的慣性導航室內定位研究.pdf

1、捷聯(lián)式慣性導航系統(tǒng)解決了GPS在室內定位中的難點，同時它避免了對外部信號源的依賴，使用起來更加方便靈活。然而慣性導航系統(tǒng)存在著誤差積累，尤其是陀螺儀的誤差，由于沒有可靠的觀測量，導致航向誤差是導航系統(tǒng)中主要存在的誤差。而地球磁場作為一種免費的資源，已經被人類應用于導航與定位應用中。但是到目前為止，這些研究基本都是需要事先準備好室內的磁場地圖。本文旨在缺失室內磁場地圖的情況下，擬設計一種基于磁場SLAM輔助的慣性導航系統(tǒng)的方法來解決上述問

2、題。
　　本文將基于卡爾曼濾波慣性導航航位推算的基礎上，通過提取出其計算得到的步長、航向變化信息以及步態(tài)檢測的結果，然后融合磁場匹配技術進行輔助修正。通過對磁場匹配原理以及SLAM算法原理的分析，本文擬設計一個基于粒子濾波的磁場SLAM輔助慣性導航系統(tǒng)。首先針對粒子的傳播問題，本文將通過減少每個傳播粒子的維度來減少系統(tǒng)的計算復雜度;然后針對觀測模型與數(shù)據關聯(lián)方法問題，由于磁場傳感器在一個時刻無法探測到其他位置的磁場信息，從而在初步

3、定位時由于沒有磁場地圖信息，系統(tǒng)的定位性能主要依賴于基于卡爾曼濾波的慣性導航計算的結果，因此本文將引入基于室內主方向的權值更新方法來抑制慣性導航系統(tǒng)存在的嚴重漂移問題;接著針對磁場地圖的構建問題，本文試圖采用基于走路過程的磁場地圖構建方法，同時在磁場匹配過程中，將通過設定磁場匹配的閾值來限定基于磁場匹配權值更新的條件，從而減少周圍磁場的干擾;最后針對粒子濾波的粒子耗盡導致算法計算結果不一致性問題，本文將采用輔助粒子濾波對權值進行優(yōu)化，使