| 摘要 | 第5-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第11-18页 |
| 1.1 课题背景与意义 | 第11-12页 |
| 1.2 国内外技术现状与分析 | 第12-17页 |
| 1.2.1 便携式移动电子设备发展史 | 第12-13页 |
| 1.2.2 惯性导航技术发展史 | 第13-14页 |
| 1.2.3 国内外研究现状 | 第14-17页 |
| 1.3 课题研究内容与目标 | 第17-18页 |
| 第二章 航位推算的系统分析与总体方案 | 第18-29页 |
| 2.1 硬件平台介绍 | 第18-21页 |
| 2.1.1 便携式移动电子设备 | 第18页 |
| 2.1.2 MEMS惯性传感器 | 第18-19页 |
| 2.1.3 MEMS加速度计原理 | 第19-20页 |
| 2.1.4 MEMS陀螺仪原理 | 第20-21页 |
| 2.2 坐标系定义与坐标转换 | 第21-24页 |
| 2.2.1 坐标系定义 | 第21-22页 |
| 2.2.2 坐标转换 | 第22-24页 |
| 2.2.3 重力加速度滤除算法 | 第24页 |
| 2.3 步行者导航的基本原理 | 第24-27页 |
| 2.3.1 步行者迈步步态特征分析与步长计算 | 第25-26页 |
| 2.3.2 步行者航向角算法原理 | 第26-27页 |
| 2.4 步行者航位推算的系统结构 | 第27-28页 |
| 2.5 本章小结 | 第28-29页 |
| 第三章 MEMS惯性传感器信号预处理 | 第29-48页 |
| 3.1 MEMS惯性传感器的误差模型概述 | 第29-31页 |
| 3.1.1 MEMS惯性传感器误差模型 | 第30页 |
| 3.1.2 加速度计误差模型 | 第30-31页 |
| 3.1.3 陀螺仪误差模型 | 第31页 |
| 3.2 惯性传感器的标定 | 第31-35页 |
| 3.2.1 MEMS加速度计的标定 | 第32-34页 |
| 3.2.2 MEMS陀螺仪的标定 | 第34-35页 |
| 3.3 低通滤波 | 第35-38页 |
| 3.4 MEMS惯性传感器随机误差建模 | 第38-43页 |
| 3.4.1 MEMS惯性传感器随机漂移数据的统计分析 | 第38-41页 |
| 3.4.2 MEMS惯性传感器随机误差模型 | 第41-43页 |
| 3.5 状态扩展卡尔曼滤波 | 第43-47页 |
| 3.5.1 状态扩展卡尔曼滤波原理 | 第43-46页 |
| 3.5.2 随机误差滤波结果 | 第46-47页 |
| 3.6 本章小结 | 第47-48页 |
| 第四章 步行者迈步基础运动感知与姿态获取 | 第48-69页 |
| 4.1 迈步信号特征分析及提取 | 第48-52页 |
| 4.1.1 步行者迈步步态特征分析 | 第48-50页 |
| 4.1.2 迈步起始点和终点识别 | 第50-52页 |
| 4.2 步长计算方法 | 第52-53页 |
| 4.2.1 步频计算 | 第52-53页 |
| 4.2.2 步长计算 | 第53页 |
| 4.3 惯性导航常用姿态更新算法 | 第53-56页 |
| 4.3.1 欧拉角法 | 第53-54页 |
| 4.3.2 方向余弦法 | 第54-55页 |
| 4.3.3 等效旋转矢量法 | 第55-56页 |
| 4.4 姿态更新的等效旋转矢量法 | 第56-63页 |
| 4.4.1 等效旋转矢量法的基本原理 | 第56-60页 |
| 4.4.2 旋转矢量的四元数描述 | 第60-61页 |
| 4.4.3 四元数与姿态矩阵的关系 | 第61-63页 |
| 4.5 步行者姿态角解算 | 第63-68页 |
| 4.5.1 步行者姿态矩阵初值确定 | 第64-67页 |
| 4.5.2 步行者姿态更新 | 第67-68页 |
| 4.6 本章小结 | 第68-69页 |
| 第五章 步行者运动轨迹推算与验证 | 第69-81页 |
| 5.1 步行者运动轨迹推算 | 第69-70页 |
| 5.1.1 航位推算原理 | 第69-70页 |
| 5.1.2 步行者运动轨迹推算算法 | 第70页 |
| 5.2 试验软件系统 | 第70-75页 |
| 5.2.1 主函数模块 | 第71-72页 |
| 5.2.2 信号预处理模块 | 第72-73页 |
| 5.2.3 步长计算模块 | 第73页 |
| 5.2.4 姿态更新模块 | 第73-74页 |
| 5.2.5 轨迹推算模块 | 第74-75页 |
| 5.3 试验结果与分析 | 第75-80页 |
| 5.3.1 步长及步数计算结果 | 第76-78页 |
| 5.3.2 步行者运动轨迹 | 第78-79页 |
| 5.3.3 算法精度评估 | 第79-80页 |
| 5.4 本章小结 | 第80-81页 |
| 第六章 总结与展望 | 第81-83页 |
| 6.1 全文总结 | 第81-82页 |
| 6.2 研究展望 | 第82-83页 |
| 致谢 | 第83-84页 |
| 参考文献 | 第84-88页 |
| 攻硕期间取得的研究成果 | 第88-89页 |