一种基于HMM的个人自主导航系统零速检测方法

摘要

发明公开了一种基于HMM的个人自主导航系统零速检测方法：采集个人自主导航系统微型惯性测量单元中Y轴陀螺的输出信息；利用函数将Y轴陀螺的输出信息进行初步分段，并将分段后Y轴陀螺输出值进行范围划分；将使用者一步运动时Y轴陀螺输出值进行分成段、命名，将其视为HMM过程的状态量；将一个输出范围作为HMM的一个输出，使零速检测问题转化为HMM解码问题；求出使用者一步运动过程中状态转移矩阵A及输出过程和状态过程的转换关系可以用矩阵B；利用Viterbi求取HMM的状态量Qk；利用不等式判别个人自主导航系统使用者运动过程中的零速区间。本发明检测方法问题数学化、模型化，提高了检测的精度。

主权项

一种基于HMM的个人自主导航系统零速检测方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤一：手持掌上电脑实时接收并存储个人自主导航系统中脚步微型惯性测量单元内Y轴陀螺仪的输出信息； 步骤二：利用函数将个人自主导航系统中Y轴陀螺的输出信息进行初步分段并将不满足分段条件的陀螺仪输出数据舍弃； 步骤三：利用步骤二中的分类函数将个人自主导航系统使用者行走过程中脚步一步运动时Y轴陀螺输出值分成四段，分别命名为Qk(k＝1，2，3，4)，Qk代表隐马尔可夫过程的四个状态量(状态1、状态2、状态3、状态4)，则行人一步运动时典型的状态转换为1→2→3→4→1； 步骤四：将步骤二中分类后的Y轴陀螺输出值进行范围划分，当连续采集到陀螺仪某类输出值点不少于X个时，将这些连续输出点组成的范围定义为Oj(j=1，2，3)，并将范围Oj作为隐马尔可夫模型的输出，进而将零速检测问题转化为隐马尔可夫模型解码问题，即，在已知参数模型和观测序列的情况下，求产生此观测序列的最佳状态序列； 步骤五：利用步骤一中采集的试验数据及公式，求出个人自主导航系统使用者一步运动过程中状态转移矩阵A，以及隐马尔可夫输出 过程Oj和状态过程Qk的转换关系矩阵B； 步骤六：通过步骤五中得到的状态转移矩阵A和矩阵B，利用Viterbi算法求取隐马尔可夫模型的状态量Qk； 步骤七：使用个人自主导航系统中Y轴陀螺的输出值及步骤五中得到的隐马尔可夫模型的状态量Qk，利用不等式判别个人自主导航系统使用者运动过程中的零速区间。