Навигация пешехода с использованием БИНС, закрепленных на стопах

09 марта 2022 года
Брагин Александр Викторович
(аспирант 2-го г. о., научный руководитель д.ф.-м.н. Болотин Ю.В., рецензенты к.ф.-м.н. Кручинин П.А., асп. 1 г. о. Капралов Ф.)

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. Реализован более продвинутый вариант коррекции по прямолинейности движения. Для проверки его эффективности необходимы специальные эксперименты. Проведено несколько экспериментов с перемещениями между этажами. Также реализован пробный вариант комбинации алгоритмов коррекции по расстоянию между стопами и прямолинейному движению.