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Optimal Sampling Frequency and Bias Error Modelling for Foot-Mounted IMUs

Munoz Diaz, Estefania und Heirich, Oliver und Khider, Mohammed und Robertson, Patrick (2013) Optimal Sampling Frequency and Bias Error Modelling for Foot-Mounted IMUs. Fourth IPIN International Conference, 2013-10-28 - 2013-10-31, France.

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Kurzfassung

The use of foot-mounted inertial measurement units (IMUs) has shown promising results in providing accurate human odometry as a component of accurate indoor pedestrian navigation. The specifications of these sensors, such as the sampling frequency have to meet requirements related to human motion. We investigate the lowest usable sampling frequency: To do so, we evaluate the frequency distribution of different human motion like crawling, jumping or walking in different scenarios such as escalators, lifts, on carpet or grass, and with different footwear. These measurements indicate that certain movement patterns, as for instance going downstairs, upstairs, running or jumping contain more high frequency components. When using only a low sampling rate this high frequency information is lost. Hence, it is important to identify the lowest usable sampling frequency and sample with it if possible. We have made a set of walks to illustrate the resulting odometries at different frequencies, after applying an Unscented Kalman Filter (UKF) using Zero Velocity Updates. The odometry error is highly dependent on the drift of the individual accelerometers and gyroscopes. In order to obtain better odometry it is necessary to perform a detailed analysis of the sensor noise processes. We resorted to computing the Allan variance for three different IMU chipsets of various quality specification. From this we have derived a bias model for the UKF and evaluated the benefit of applying this model to a set of real data from walk.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/84402/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Optimal Sampling Frequency and Bias Error Modelling for Foot-Mounted IMUs
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Munoz Diaz, Estefaniaestefania.munoz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heirich, Oliveroliver.heirich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5191-5997NICHT SPEZIFIZIERT
Khider, Mohammedmohammed.khider (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Robertson, Patrickpatrick.robertson (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:28 Oktober 2013
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Indoor Positioning, Navigation, Inertial Measurement Unit (IMU), Allan Variance, Bias Error Modeling
Veranstaltungstitel:Fourth IPIN International Conference
Veranstaltungsort:France
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:28 Oktober 2013
Veranstaltungsende:31 Oktober 2013
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Kommunikation und Navigation
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R KN - Kommunikation und Navigation
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt GalileoNAV (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Munoz Diaz-Ropero, Estefania
Hinterlegt am:22 Okt 2013 11:39
Letzte Änderung:24 Apr 2024 19:50

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