[發(fā)明專利]一種基于廣義似然比統(tǒng)計曲線幾何變換的零速檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810353728.0
• 申請日: 2018-04-19
• 公開（公告）號: CN108680184B
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉錫祥;汪宋兵;黃榮;王啟明
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G01C25/00
• 分類號: G01C25/00;G01C21/20
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 饒欣

本發(fā)明公開了一種基于廣義似然比統(tǒng)計曲線幾何變換的零速檢測方法，包括以下步驟：S1：利用集成在慣性測量單元中的陀螺儀和加速度計輸出的測量值構(gòu)建廣義似然比統(tǒng)計曲線；S2：通過信號的平移方法求取可能的零速區(qū)間；S3：對廣義似然比統(tǒng)計曲線進(jìn)行幾何變換；S4：通過幾何變換之后的廣義似然比統(tǒng)計曲線之間的差值剔除偽零速區(qū)間；S5：通過幾何變換之后的廣義似然比統(tǒng)計曲線之間的對稱關(guān)系剔除零速區(qū)間內(nèi)的非零速邊緣點(diǎn)。本方法模型簡單，具有普適性，且計算復(fù)雜度低。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航算法領(lǐng)域，特別是涉及一種基于廣義似然比統(tǒng)計曲線幾何變換的零速檢測方法。

背景技術(shù)

基于積分工作方式的行人慣性導(dǎo)航系統(tǒng)存在誤差累積的特點(diǎn)，對于低精度的MEMS-SINS而言，這種誤差累積尤為迅速，抑制系統(tǒng)誤差的增長是行人慣性導(dǎo)航系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。零速修正(zero velocity update ZUPT)是一類提高M(jìn)EMS-SINS獨(dú)立工作條件下行人導(dǎo)航定位精度的有效方法。零速檢測是零速修正的前提，漏檢會降低修正頻率，虛檢會帶來錯誤修正，二者均會降低行人導(dǎo)航定位精度。目前常用的零速檢測方法主要分為兩類，分別為基于閾值判斷和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的檢測方法。

然而由于行人群體差異、步態(tài)差異以及低精度MEMS-IMU的低信噪比等原因，基于閾值判斷的零速檢測方法存在對不同運(yùn)動狀態(tài)、不同個體適應(yīng)性差等問題。而人工智能技術(shù)過度依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的普遍性和訓(xùn)練模型自身的泛化能力，存在算法復(fù)雜、不易訓(xùn)練的不足，在實(shí)際使用中受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是提供一種計算復(fù)雜度低的基于廣義似然比統(tǒng)計曲線幾何變換的零速檢測方法。

技術(shù)方案：為達(dá)到此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所述的基于廣義似然比統(tǒng)計曲線幾何變換的零速檢測方法，包括以下步驟：

S1：利用集成在慣性測量單元中的陀螺儀和加速度計輸出的測量值構(gòu)建廣義似然比統(tǒng)計曲線；

S2：通過信號的平移方法求取可能的零速區(qū)間；

S3：對廣義似然比統(tǒng)計曲線進(jìn)行幾何變換；

S4：通過幾何變換之后的廣義似然比統(tǒng)計曲線之間的差值剔除偽零速區(qū)間；

S5：通過幾何變換之后的廣義似然比統(tǒng)計曲線之間的對稱關(guān)系剔除零速區(qū)間內(nèi)的非零速邊緣點(diǎn)。

進(jìn)一步，所述步驟S1通過以下過程實(shí)現(xiàn)：

設(shè)慣性測量單元輸出的測量值為：

式中為IMU在k時刻輸出的加速度計的3維測量數(shù)據(jù)，為IMU在k時刻輸出的陀螺儀的3維測量數(shù)據(jù)；

通過式(2)獲得廣義似然比統(tǒng)計曲線T(n)：

式中Ω_n為IMU測量時間序列的窗口，是加速度計的觀測噪聲方差，是陀螺儀的觀測噪聲方差，是在窗口Ω_n內(nèi)加速度計數(shù)據(jù)的平均值，N表示窗口長度，g是重力加速度。

進(jìn)一步，所述步驟S2通過以下過程實(shí)現(xiàn)：

S2.1：通過式(3)對廣義似然比統(tǒng)計曲線T(n)進(jìn)行平移變換，獲得平移變換之后的廣義似然比統(tǒng)計曲線T_{mov_u}(n)：

T_{mov_u}(n)＝T(n-m)+ΔY (3)

式中m為右移采樣點(diǎn)數(shù)，ΔY為上移大小值；

S2.2：ΔY通過下面方法確定：