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학술저널
저자정보
Feyissa Woyano (Korean University of Science and Technology) Aangjoon Park (Korean University of Science and Technology) Soyeon Lee (Electronic and Telecommunication Research Institute(ETRI))
저널정보
대한전자공학회 IEIE Transactions on Smart Processing & Computing IEIE Transactions on Smart Processing & Computing Vol.6 No.1
발행연도
2017.2
수록면
1 - 9 (9page)

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This paper proposes to improve the performance of a strap down inertial navigation system using a foot-mounted low-cost inertial measurement unit/magnetometer by configuring an attitude and heading reference system. To track position accurately and for attitude estimations, considering different dynamic constraints, magnetic measurement and a zero velocity update technique is used. A conventional strap down method based on integrating angular rate to determine attitude will inevitably induce long-term drift, while magnetometers are subject to shortterm orientation errors. To eliminate this accumulative error, and thus, use the navigation system for a long-duration mission, a hybrid configuration by integrating a miniature micro electromechanical system (MEMS)-based attitude and heading detector with the conventional navigation system is proposed in this paper. The attitude and heading detector is composed of three-axis MEMS accelerometers and three-axis MEMS magnetometers. With an absolute algorithm based on gravity and Earth’s magnetic field, rather than an integral algorithm, the attitude detector can obtain an absolute attitude and heading estimation without drift errors, so it can be used to adjust the attitude and orientation of the strap down system. Finally, we verify (by both formula analysis and from test results) that the accumulative errors are effectively eliminated via this hybrid scheme.
#Zero velocity update #ZUPT #Zero altitude update #Pedestrian navigation #Kalman filter #Dynamicconstraint

목차

Abstract
1. Introduction
2. Related Work
3. Basic Navigation Equation
4. Extended Kalman Filter
5. Performance Evaluation
6. Conclusion
References

참고문헌 (29)

참고문헌 신청
E. Foxlin, “Pedestrian tracking with shoe-mounted inertial sensors,” IEEE Comput. Graph. vol. 25, no. 6, pp. 38?46, Dec. 2005. Article (CrossRef Link) S. Godha and G. Lachapelle, “Foot mounted inertial system for pedestrian navigation,” Meas. Sci. Technol., vol. 19, no. 7, pp. 075 202:1?9, 2008. Article (CrossRef Link) L. Ojeda and J. Borenstein, “Non-GPS navigation for security personnel and first responders,” J. Navigation, vol. 60, no. 3, pp. 391?407, 2007. Article (CrossRef Link) O. Bebek, M. Suster, S. Rajgopal, M. Fu, X. Huang, M. Cavusoglu, D. Young, M. Mehregany, A. van den Bogert, and C. Mastrangelo, “Personal navigation via high-resolution gait-corrected inertial measurement units,” IEEE T. Instrum. Meas., vol. 59, no. 11, pp. 3018?3027, 2010. Article (CrossRef Link) X. Yun, J. Calusdian, E. R. Bachmann, and R. B. McGhee, “Estimation of human foot motion during normal walking using inertial and magnetic sensor measurements,” IEEE Trans. Instrum. Meas., vol. 61, no. 7,pp. 2059?2072, Jul. 2012. Article (CrossRef Link)

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