基于foot-mounted的IMU室內(nèi)行人航跡推算研究的中期報(bào)告

基于foot-mounted的IMU室內(nèi)行人航跡推算研究的中期報(bào)告一、研究背景室內(nèi)行人航跡推算是室內(nèi)智能定位、室內(nèi)導(dǎo)航、室內(nèi)安防等領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等新技術(shù)的發(fā)展，室內(nèi)行人航跡推算技術(shù)研究得到了越來越廣泛的關(guān)注。目前，室內(nèi)行人航跡推算主要基于傳統(tǒng)的無線定位技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)。隨著MEMS技術(shù)的快速發(fā)展，慣性導(dǎo)航技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。而基于foot-mounted的IMU技術(shù)可以更準(zhǔn)確地獲取行人的步態(tài)信息和姿態(tài)信息，為行人航跡推算提供更加可靠的數(shù)據(jù)源。二、研究目的本研究旨在基于foot-mounted的IMU技術(shù)，設(shè)計(jì)一種能夠準(zhǔn)確推算行人室內(nèi)航跡的方法，以提高室內(nèi)行人定位的精度和準(zhǔn)確性。具體研究任務(wù)包括：1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)一個(gè)基于foot-mounted的IMU系統(tǒng)，可以獲取行人的步態(tài)信息和姿態(tài)信息。2.數(shù)據(jù)獲取。采集行人在不同室內(nèi)環(huán)境下的IMU數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)集。3.數(shù)據(jù)處理。分析數(shù)據(jù)集，研究IMU數(shù)據(jù)的特點(diǎn)；設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理算法。4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。將研究成果應(yīng)用至實(shí)際系統(tǒng)中，進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。三、研究?jī)?nèi)容1.系統(tǒng)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一個(gè)基于foot-mounted的IMU系統(tǒng)，包括IMU模塊、處理器、通信模塊等組成部分。IMU模塊主要包括加速度計(jì)、陀螺儀、磁力計(jì)等傳感器，用于獲取行人的步態(tài)信息和姿態(tài)信息。處理器用于處理IMU數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)融合、姿態(tài)解算等處理。通信模塊用于將處理后的數(shù)據(jù)傳輸至上位機(jī)。2.數(shù)據(jù)獲取采集行人在不同室內(nèi)環(huán)境下的IMU數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集包括行人在不同地段的IMU數(shù)據(jù)、姿態(tài)數(shù)據(jù)和室內(nèi)地圖信息等。3.數(shù)據(jù)處理分析數(shù)據(jù)集，研究IMU數(shù)據(jù)的特點(diǎn)。針對(duì)數(shù)據(jù)處理中的難點(diǎn)，設(shè)計(jì)相應(yīng)的算法，包括姿態(tài)解算、數(shù)據(jù)融合、行人狀態(tài)估計(jì)等算法。4.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將研究成果應(yīng)用至實(shí)際系統(tǒng)中，進(jìn)行測(cè)試和驗(yàn)證。通過與傳統(tǒng)的無線定位技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)對(duì)比，驗(yàn)證本方法的優(yōu)越性。四、研究計(jì)劃第一階段（1月-2月）：調(diào)研、文獻(xiàn)研究、系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.調(diào)研當(dāng)前室內(nèi)行人航跡推算領(lǐng)域的最新進(jìn)展。2.進(jìn)行文獻(xiàn)研究，研究行人航跡推算算法和方法。3.設(shè)計(jì)一個(gè)基于foot-mounted的IMU系統(tǒng)。包括IMU模塊、控制器和通信模塊的設(shè)計(jì)。第二階段（3月-5月）：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理1.搭建數(shù)據(jù)采集平臺(tái)，采集行人在不同室內(nèi)環(huán)境下的IMU數(shù)據(jù)。2.基于采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。包括姿態(tài)解算、數(shù)據(jù)融合、行人狀態(tài)估計(jì)等算法的設(shè)計(jì)。第三階段（6月-8月）：系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)1.根據(jù)實(shí)際需求，將研究成果應(yīng)用至實(shí)際系統(tǒng)中。2.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試和驗(yàn)證，與傳統(tǒng)的無線定位技術(shù)和慣性導(dǎo)航技術(shù)對(duì)比。第四階段（9月-10月）：撰寫論文、準(zhǔn)備答辯1.撰寫論文，總結(jié)研究成果。2.準(zhǔn)備答辯，準(zhǔn)備PPT和口頭匯報(bào)。五、預(yù)期成果1.建立一個(gè)基于foot-mounted的IMU系統(tǒng)，可以獲取行人的步態(tài)信息和姿態(tài)信息。2.設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理算法，包括姿態(tài)解算、數(shù)據(jù)融合、行人狀態(tài)估計(jì)等算法。3.實(shí)