[發明專利]一種航向誤差修正方法與裝置及磁場檢測方法與裝置

有效

• 申請號: 201710270156.5
• 申請日: 2017-04-24
• 公開（公告）號: CN106996780B
• 公開（公告）日: 2020-05-05
• 發明（設計）人: 方楚雄
• 申請（專利權）人: 湖南格納微信息科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01R33/02
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

1.一種航向誤差修正方法，其特征在于：包括如下步驟：

(a)人員行進中，以固定周期采集磁場測量數據、陀螺儀測量數據、加速度計測量數據；

(b)利用下式計算檢驗統計量T

其中，α₁、α₂、α₃、α₄分別為第一權值、第二權值、第三權值、第四權值，α₁+α₂+α₃+α₄＝1，α₁、α₂、α₃、α₄的取值范圍分別為0＜α₁＜1、0＜α₂＜1、0＜α₃＜1、0＜α₄＜1或α₁、α₂、α₃、α₄的取值范圍分別為0＜α₁＜1、0＜α₂＜1、0＜α₃＜1、α₄＝0，m為人員行進的步數間隔，m＞2，s為人員步數，B_i、θ_i、ξ_i分別為人員行進中第i步的導航坐標系下的磁場幅度、磁場解算航向、陀螺儀解算航向、磁場解算航向與陀螺儀解算航向的偏差，分別為磁場幅度的噪聲方差、磁場解算航向的噪聲方差、陀螺儀解算航向的噪聲方差、磁場解算航向與陀螺儀解算航向的偏差的方差，B_i、θ_i、ξ_i、均利用步驟(a)中的磁場測量數據、陀螺儀測量數據計算得到；

(c)若T＜γ，則判定在人員行進中第s步到第s+m-1步之間對應的時間區間內磁場處于穩態，并跳轉到步驟(d)，否則跳轉到步驟(a)，其中，γ為磁場穩態檢測門限；

(d)在由步驟(c)得到的人員行進中第s步到第s+m-1步之間對應的時間區間內，將磁場解算航向作為觀測量，利用卡爾曼濾波對航向角誤差進行估計，利用航向角誤差對人員的航向進行修正。

2.根據權利要求1所述的航向誤差修正方法，其特征在于：所述步驟(b)中，B_i、θ_i分別為從人員行進中第i步的靜止時間區間中任取的時刻在導航坐標系下的磁場幅度、磁場解算航向、陀螺儀解算航向，其中，第i步的靜止時間區間為人員行進中第i步對應的人員足部(1)與地接觸的時間區間。

3.根據權利要求2所述的航向誤差修正方法，其特征在于：所述步驟(b)中，第i步的靜止時間區間通過如下步驟計算：

(b1)計算人員足部(1)在k時刻的加速度模值其中(a_x(k),a_y(k),a_z(k))為k時刻人員足部(1)在導航坐標系下的加速度；

(b2)利用下式計算偏差σ_k和方差λ_k，

其中M₁的取值范圍為3≤M₁≤10，M₂的取值范圍為3≤M₂≤10，且M₁、M₂均為整數；

(b3)設置偏差門限η_BIAS、方差門限η_v，若式子λ_k≥η_v和σ_k≥η_BIAS中至少有一項成立，則判斷人員足部(1)在k時刻為運動狀態，反之，則判斷人員足部(1)在k時刻為靜止狀態；

(b4)若檢測到人員足部(1)在時間區間[k_1i,k_2i]內的每個時刻均為靜止狀態，而檢測到人員足部(1)在k_1i-1時刻、k_2i+1時刻均為運動狀態，則認為時間區間[k_1i,k_2i]為人員行進中的第i步對應的靜止時間區間。