● 摘要
室内个人定位问题由于室内环境的特殊性，常用的GPS等定位方式无法应用。随着各类技术的发展，无线传感网络技术与MEMS器件技术逐渐成熟起来，并有了越来越多的应用。本文利用无线传感网络方法与惯性测量单元（Inertial Measurement Unit, IMU）方法来进行室内个人定位系统的开发，试图实现一种使用简单、可靠的室内定位系统。针对无线传感网络定位方法，采用了节点与节点间直接测距的方式。研究了使用双边对称测距法来进行两点间的测距。并建立了一个单层网络来进行无线传感网络间的组网通信，设计了一系列机制来进行定位同步、避免通信阻塞。利用一种几何算法与测得的锚节点与目标节点间的距离，来对目标节点的位置进行解算。针对IMU定位方法，通过将IMU与足部绑定，利用足部的运动特征，分析合角速度序列进行步伐侦测。根据不同惯性传感器数据解算出动态姿态角与静态姿态角，结合陀螺仪零漂误差模型，将动态姿态角与静态姿态角，利用Kalman滤波方法进行动态置信融合来修正载体姿态。并根据ZUPT校正方法对每一步进行速度修正。设计实现的室内个人定位系统在无线传感网络定位方面使用了直接测距的方式，不需要在网络运行前做过多的准备工作，系统运行简单可靠；在IMU定位方面，设计的数据融合模型在每一步对姿态与速度都进行了修正，且该模型对初始安装姿态不敏感，易于融合更多的器件误差模型，整个解算方法的鲁棒性与可扩展性都较好。