基于人体运动传感的个人定位方法及系统实现

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导航与定位技术是现代社会的重要支撑性基础技术之一,由于其独特的高精度,自动化,高效率的特点,在我们日常的工作,生活,休闲有着广泛的应用前景。和交通工具等的导航定位不同,个人导航定位的应用具有使用环境复杂多变,运动方式多变的特点,给现有定位技术带来了巨大的挑战。比如对公安、消防、紧急搜救等应急响应人员来说,可能会在室内、高楼林立的社区、森林等复杂野外现场从事相关工作。而这些地区往往无法接收到可靠的GPS定位信号,由此降低了工作效率。因此迫切需要一种能够弥补GPS缺点的新的个人定位方法。本文提出了一种基于人体运动传感的个人定位方法。通过携带在人体腰部的嵌入式传感装置获取人体运动时的三轴加速度和角速度等信息,由此获得相应的运动状态和步频。在此基础上通过所提出的人体运动模型获取运动步长。结合步数、步长以及方向改变等信息就可以获得人体的定位。实验结果验证了所提方法的有效性。根据个人定位的实际使用要求,本文基于如上所提的个人定位方法设计了一套个人定位的嵌入式实验装置。本装置采用ARM9作为微处理器,包括外围传感装置模块,GPS定位信息装置模块,定位结果输出装置模块,信息处理与数据存储装置模块等。本文对系统硬件和软件进行了设计与调试,搭建了基于Linux平台的运行环境。最后,基于所搭建的硬件平台,对于前面章节提出的算法进行系统实验。通过设计后验实验与实时实验对距离推算算法进行了测试,另外对于航向确定算法也进行了实验测试。实验结果表明,本文所提出的基于人体运动传感的个人定位方法和装置,能有效地实现使用者在GPS定位信号缺失环境下的可靠定位,具有携带轻便,使用方便,环境适应性好的优点。
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