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公开(公告)号：CN113790722A
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202110960526.4
申请日：2021-08-20
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种基于惯性数据时频域特征提取的行人步长建模方法，首先采集非常规步态下的惯性数据，对不同步态的惯性数据进行分段；然后计算单步周期内的步频、加速度方差，构建时域线性步长模型；随后将单步周期内的三轴加速度矢量和信号进行分数阶傅里叶变换，计算变换后的加速度信号的标准差因子和四分位差因子，构建频域线性步长模型；最后利用加权方法融合时域线性步长模型和频域线性步长模型，得到融合步长模型。该方法通过对惯性数据时频域特征的提取、融合，提高多运动状态下基于惯性传感器的行人航位推算精度，解决现有步长建模方法无法直接应用于跑步、侧走、倒走等非常规步态的技术问题。
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公开(公告)号：CN112067892A
公开(公告)日：2020-12-11
申请号：CN202010783912.6
申请日：2020-08-06
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种信号转换同步装置及使用其的信号转换同步方法，该信号转换同步装置分别与惯测装置、角振动台和上位机连接，信号转换同步装置用于将惯测装置的数字信号和角振动台的模拟信号进行转换同步处理后传输至上位机；信号转换同步装置包括：FPGA芯片、RC滤波电路、A/D信号转换芯片和寄存器，FPGA芯片分别与惯测装置、寄存器和上位机连接，RC滤波电路与角振动台连接，A/D信号转换芯片分别与RC滤波电路和寄存器连接。应用本发明的技术方案，能够解决现有技术中惯测装置输出信号与角振动台输出信号不同步且信号噪声高导致的惯测装置频率特性测试数据准确度低和可用性差的技术问题。
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公开(公告)号：CN117968708A
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202311443898.5
申请日：2023-11-02
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种基于人体运动特征的特殊步态导航优化方法，包括将三个微惯性传感器装配于行人手肘上部、腰部和足部；以足部传感器输出数据进行零速状态判断；按照零速状态持续时间判断行人运动状态为匍匐、跳跃或跑步；匍匐状态利用手肘上部传感器输出数据计算零速区间，以速度误差作为观测量，通过卡尔曼滤波进行零速修正定位；跳跃状态利用腰部传感器输出数据计算第一单步时长，构建跳跃步长模型，解算航向角进行航位推算；跑步状态利用足部传感器输出数据计算第二单步时长，构建跑步步长模型，解算航向角进行航位推算。本发明通过三组微惯性传感器的配合处理，提高复杂运动状态下基于微惯性传感器的行人导航精度。
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公开(公告)号：CN117723059A
公开(公告)日：2024-03-19
申请号：CN202311450587.1
申请日：2023-11-02
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种基于足间距离约束的行人导航方法，针对正常行走、跑步状态分别设置足间距离约束的阈值；将两个微惯性传感器分别绑定于行人的左脚和右脚，采集任一个微惯性传感器输出数据，判断运动状态为正常行走或者跑步；计算当前时刻的足间距离，根据不同状态下足间距离与阈值的关系，对双脚位置坐标进行更新，采用卡尔曼滤波估计、修正导航误差。本发明通过自适应调整足间距离阈值能够提升位置更新精度，从而提高误差修正精度。
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公开(公告)号：CN113790735B
公开(公告)日：2023-09-12
申请号：CN202110959803.X
申请日：2021-08-20
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
IPC: G01C22/00
Abstract: 本发明提供了一种复杂运动状态下行人单步划分方法，首先，采集多种行进状态和非行进状态下加速度和角速度数据，计算垂向加速度进行过零检测，基于过零点提取加速度的波峰值和波谷值；然后，基于步态周期的经验值引入时频约束，基于加速度峰值的最小门限引入幅值约束，判断峰谷值是否满足两种约束条件；另外，通过角速度数据计算俯仰角，建立俯仰角约束，判断行人是否处于蹲起状态，采集前向和垂向加速度信息，建立二维加速度约束，判断行人是否处于原地跳跃状态；通过上述判断，确定包含波峰、波谷的两相邻过零点区间内是否包含有效单步并进行划分。该方法可以有效提升单步划分精度，实现复杂运动状态下行人高精度航位推算。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN113790735A
公开(公告)日：2021-12-14
申请号：CN202110959803.X
申请日：2021-08-20
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
IPC: G01C22/00
Abstract: 本发明提供了一种复杂运动状态下行人单步划分方法，首先，采集多种行进状态和非行进状态下加速度和角速度数据，计算垂向加速度进行过零检测，基于过零点提取加速度的波峰值和波谷值；然后，基于步态周期的经验值引入时频约束，基于加速度峰值的最小门限引入幅值约束，判断峰谷值是否满足两种约束条件；另外，通过角速度数据计算俯仰角，建立俯仰角约束，判断行人是否处于蹲起状态，采集前向和垂向加速度信息，建立二维加速度约束，判断行人是否处于原地跳跃状态；通过上述判断，确定包含波峰、波谷的两相邻过零点区间内是否包含有效单步并进行划分。该方法可以有效提升单步划分精度，实现复杂运动状态下行人高精度航位推算。
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公开(公告)号：CN115824209A
公开(公告)日：2023-03-21
申请号：CN202211391070.5
申请日：2022-11-07
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明基于加速度数据统计学特征的自适应零速区间判别方法，将微惯性传感器绑定于行人足部，采集行人步态下的原始惯性数据，利用广义似然比检测方法进行零速区间判别，将广义似然比的零速检测阈值设定为加速度统计量的加权组合，对零速区间检测阈值进行自适应调整。本发明提升了零速判别精度，从而提高误差修正精度。本发明尤其适用于解决复杂运动状态下的高精度行人导航问题。
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公开(公告)号：CN115752449A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211386492.3
申请日：2022-11-07
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明公开了基于步态特征的微惯性导航Kalman滤波器参数自适应设置方法，将微惯性传感器绑定于行人足部，采集行人在直线走、弧线走、转弯等步态下的原始惯性数据；利用每一步零速区间内解算航向角的均值计算相邻步航向角差值；利用航向角差值判断行人步态；在行人弧线走或转弯时，利用航向角差值自适应调整系统噪声Q矩阵的值，利用新息自适应调整量测噪声R矩阵的值。本发明自适应调整Kalman滤波器的系统噪声和量测噪声，大幅度提升了误差估计精度，实现行人高精度定位导航。
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公开(公告)号：CN114061616A
公开(公告)日：2022-02-18
申请号：CN202111230470.3
申请日：2021-10-22
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
IPC: G01C22/00
Abstract: 本发明提供了一种自适应波峰检测计步方法，对行人不同运动状态下微惯性测量单元敏感的加速度、角速率进行波峰检测，统计不同运动状态下波峰值的分布情况及不同波峰值下的步态周期，以此作为训练集，采用多级支持向量机算法求解不同步态间的最优超平面，并构造决策函数以确定步态；根据当前检测周期角速率、加速度的波峰值和步态周期自适应调整下一检测周期的长度及波峰阈值，若周期角速率、加速度的波峰均有效，则相邻两波峰间计1步，否则不计步。本发明提高了计步的准确率，极大地提升了基于航位推算的行人微自主导航系统的精度。
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公开(公告)号：CN114034297A
公开(公告)日：2022-02-11
申请号：CN202111230695.9
申请日：2021-10-22
Applicant: 北京自动化控制设备研究所
Abstract: 本发明公开了一种自适应零速区间判定方法，将微惯性测量单元固定在行人脚部，采集多组行人在不同运动状态下脚部的加速度、角速率，对其进行降噪处理后统计各零速时刻和非零速时刻步态周期内加速度的峰值，以提取运动状态表征量；基于各零速时刻和非零速时刻步态周期内的运动状态表征量及加速度、角速率，构造训练样本集；采用支持向量机算法对零速点和非零速点进行分类，并求解边界条件及构造决策函数；根据当前步态周期微惯性测量单元输出的加速度的峰值并自适应调整下一周期零速检测的判据，并判断当前是否为零速状态，进而实现对零速区间的判定。本发明提高了零速检测准确率，进而提高了行人自主导航精度。
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