基于异构多源传感的行人长航时变步长误差修正技术

谢金池，王 伟，文丹丹，路永乐，王汶新，刘 宇*

(1.重庆邮电大学生物信息学院，重庆 400065；2.重庆邮电大学光电工程学院，重庆 400065)

载体的姿态信息和速度信息是确定物体在空间运动状态的重要信息，人们通过它们可以更加便捷地确定物体的运动方向和运动距离。惯性测量单元(inertial measurement unit，IMU)是测量物体三轴姿态角(或角速率)以及加速度的装置，被广泛地应用于航天、军事、航海、医学可穿戴式等领域[1]。陀螺仪及加速度计是IMU的主要元件，其精度直接影响到惯性系统的精度。微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)惯性器件因其体积和成本的巨大优势，已展现出良好的应用前景[2]。低成本IMU仍然受到高噪声水平和短期稳定性的影响，经研究，影响其IMU精度的因素有惯性传感器的确定性误差和随机性误差，其中最重要的便是确定性误差中的零位漂移误差[3]。

刘宇等[4]针对陀螺零偏会影响其导航精度问题。提出通过离线校准方式，设计了静态陀螺零位补偿的算法，提高了在短航时下的定位精度。许钰龙等[5]采用MEMS陀螺仪绑于脚面，判定零速时刻，提出航向自纠正算法，进行动态零位补偿，定位精度可达到2%。张伦东等[6]利用MEMS陀螺仪以及MEMS加速度计组合的方式嵌入鞋底，分析了零速修正的行人导航算法，在足底零速状态下进行步长以及航向的优化。

由于IMU的零位漂移所产生的误差是姿态测量系统的主要误差，因此需要在动态过程中对IMU进行零位补偿的校准工作。以上学者的研究成果，在长航时下会……