Навигация пешехода с использованием БИНС, закрепленных на стопах

17 марта 2021 года
Брагин Александр Викторович
(аспирант 1-го г. о., научный руководитель д.ф.- м.н. Ю.В.Болотин, рецензенты к.ф.-м.н. П.А.Кручинин, асп. 1 г. о. Д.Матвеев)

Рассматривается задача автономной пешеходной навигации, то есть задача определения местоположения человека с помощью показаний БИНС, прикрепленных к стопам и без внешней информации. Наиболее часто подобная задача возникает при навигации в помещении. Исследовались различные методы повышения точности решения данной задачи. Среди них: коррекция по нулевой скорости, коррекция по ограничению на расстояния между стопами, коррекция по прямолинейности движения. Изучена состоятельность расширенного фильтра Калмана, который используется в первых двух типах коррекции. Также изучена наблюдаемость алгоритма коррекции по расстоянию между стопами. Выяснено, что состоятельный EKF в обоих случаях можно построить, перейдя к динамическим ошибкам. Рассмотрены алгоритмы коррекции по информации о прямолинейности движения, предложена модификация одного из таких алгоритмов и проведено сравнение. В работе проанализировано влияние всех описанных алгоритмов на точность навигации. Также предполагается исследовать комбинацию алгоритмов коррекции по расстоянию между стопами и прямолинейному движению. Цель – получить максимально точные решения без привлечения внешней информации. Реализован более продвинутый вариант коррекции по прямолинейности движения. Для проверки его эффективности необходимы специальные эксперименты. Проведено несколько экспериментов с не очень качественными БИНС. Требуется дальнейшие эксперименты для выяснения их пригодности для решения задачи.