[发明专利]基于MEMS传感器和VLC定位融合的单粒子滤波导航装置和方法

摘要

本发明公开了一种基于MEMS传感器和VLC定位融合的单粒子滤波导航装置和方法，包括MEMS传感器、INS模块、VLC定位模块、PDR定位模块和测姿定位单粒子滤波器模块；本发明中基于INS惯导机械编排的误差方程作为融合滤波器的系统方程，用于对粒子群的粒子进行更新。观测方程包括VLC定位信息更新、PDR定位信息更新和磁力计观测量更新，用于计算各个粒子的权重。输出姿态信息给VLC定位模块和PDR定位模块。本发明首次在VLC定位领域使用融合测姿准确估计VLC接收器的姿态信息，解决VLC定位容易受接收器姿态影响以及在光信号被遮挡情况下定位不连续的问题，并消除姿态对VLC定位的影响。

主权项

1.基于MEMS传感器和VLC定位融合的单粒子滤波导航装置，其特征在于：包括MEMS传感器、INS模块、VLC定位模块、PDR定位模块和测姿定位单粒子滤波器模块；所述MEMS传感器包括加速度计、陀螺仪以及磁力计；所述测姿定位单粒子滤波器模块的输入包括：加速度计测得的接收器在XYZ方向的加速度信息和陀螺仪测得的接收器在XYZ方向上的角速度信息传递给INS模块，由INS模块对其进行编排得到接收器的INS位置信息、速度信息和姿态信息；磁力计测得的接收器相对东、南、西、北方向的角度信息；加速度计测得的接收器在XYZ方向的加速度信息给PDR定位模块进行位置估计得到的PDR定位信息与VLC定位模块输出的VLC定位信息通过加权平均后的位置信息；所述测姿定位单粒子滤波器模块输出当前时刻接收器的位置信息、速度信息和姿态信息给INS机械编排模块，输出当前时刻接收器的姿态信息给PDR定位模块或VLC定位模块，输出噪声补偿信号反馈给加速度计和陀螺仪，同时输出当前时刻接收器的定位信息。