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导航几乎应用于社会的各个领域,大到国家安全,小到车辆定位跟踪,在这其中,行人对导航的需求扮演着特殊的角色。从GPS技术由军事到民用的跨越,我们可以预见:行人导航将是新的跨越,它将成为新的导航需求和热点。大部分行人导航终端仍沿用GPS和蜂窝网技术,在空旷地带,它们是上好的选择,但在行人行走的复杂环境,这更多的是无奈之举,因为这两项技术极易制约于环境因素,自主性差。
本文在总结前人工作的基础上,根据需求的变化、最新的嵌入式技术、传感器技术及步态判别算法,设计了一种基于多源传感器的行人导航终端。多源传感器数据融合是本文的理论基础和重点。终端设备的硬件设计与算法实现将是难点所在。鉴于此,首先对课题的背景、研究现状进行介绍,然后对传感器融合算法--航迹推算做了阐述,分析了行人步行运动物理模式,在此基础上对行人的步态和步幅做了分析,结果表明能较精确得到行人运动状态。接着重点设计了终端的硬件,包括硬件的架构、硬件的选型、硬件各个部分的电路设计,终端中硬件的主要模块有控制模块ARM,数据处理模块DSP,传感器模块以及显示交互模块触摸屏,电路设计完成后是终端的PCB设计。软件设计也是终端的重要部分,软件部分主要是传感器的数据采集传输、人机交互控制部分以及与DSP模块交互,这都集中在ARM中完成。DSP部分则完成终端的核心----算法实现。最后,进行终端的实地环境测试,测试结果表明该设备能够基本上实现室内或者在GPS不可用等环境下的行人导航功能。