室内行人自主导航：主方向导向的航向修正算法优化

在当前的无信标环境下，行人自主导航系统面临的一个关键挑战是航向角发散问题，这直接影响了导航系统的精度和可靠性。针对这一问题，研究人员提出了基于主方向的行人自主定位航向修正算法。传统的惯性导航系统，如采用陀螺仪，容易受到漂移误差的影响，因此，通过借鉴启发式漂移消除算法（HDE）的思想，新算法强调了利用环境的内在规律来辅助导航。 算法的核心在于，它认识到室内行走方向通常具有一定的规律性，例如大多可以归类为八个基本主方向。当检测到行人的轨迹表现为直线时，算法会利用这一特性。具体来说，它会计算当前航向角与预设的主方向角之间的差值，将其作为观测量，通过卡尔曼滤波技术进行航向角的修正。这种方法减少了对陀螺仪数据的依赖，提高了导航的稳定性和准确性。 为了验证算法的有效性，研究者采用了腰部人体运动检测器（PDR）技术进行实验，分别进行了单圈和两圈矩形轨迹的测试。实验结果显示，该算法在航向修正方面表现出良好的效果，能够有效地抑制航向角的发散，定位误差控制在总路程的1%至2%之间，显示出很高的重复性和稳定性。 此外，算法还依赖于精确的计步检测和步长估计。计步检测利用加速度计信号，通过峰值检测法确定步长，同时考虑了加速度阈值和时间间隔两个约束条件，以确保计步的准确性。这种计步检测策略有助于提高整个定位系统的鲁棒性。 总结来说，基于主方向的航向修正算法提供了一种有效的解决方案，它在无需外部信标的室内环境中，通过结合环境特征和惯性传感器的数据，实现了更为精准的行人自主导航，对于提高无信标环境下导航系统的性能具有重要意义。