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Inertial Pocket Navigation System: Unaided 3D Positioning

Munoz Diaz, Estefania (2015) Inertial Pocket Navigation System: Unaided 3D Positioning. Sensors, 15, Seiten 9156-9178. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/s150409156. ISSN 1424-8220.

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Offizielle URL: http://www.mdpi.com/1424-8220/15/4/9156/

Kurzfassung

Inertial navigation systems use dead-reckoning to estimate the pedestrian's position. There are two types of pedestrian dead-reckoning, the strapdown algorithm and the step-and-heading approach. Unlike the strapdown algorithm, which consists of the double integration of the three orthogonal accelerometer readings, the step-and-heading approach lacks the vertical displacement estimation. We propose the first step-and-heading approach based on unaided inertial data solving 3D positioning. We present a step detector for steps up and down and a novel vertical displacement estimator. Our navigation system uses the sensor introduced in the front pocket of the trousers, a likely location of a smartphone. The proposed algorithms are based on the opening angle of the leg or pitch angle. We analyzed our step detector and compared it with the state-of-the-art, as well as our already proposed step length estimator. Lastly, we assessed our vertical displacement estimator in a real-world scenario. We found that our algorithms outperform the literature step and heading algorithms and solve 3D positioning using unaided inertial data. Additionally, we found that with the pitch angle, five activities are distinguishable: standing, sitting, walking, walking up stairs and walking down stairs. This information complements the pedestrian location and is of interest for applications, such as elderly care.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/96014/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Inertial Pocket Navigation System: Unaided 3D Positioning
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Munoz Diaz, Estefaniaestefania.munoz (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:17 April 2015
Erschienen in:Sensors
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:15
DOI:10.3390/s150409156
Seitenbereich:Seiten 9156-9178
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Khoshelham, KouroshKourosh.khoshelham (at) unimelb.edu.auNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zlatanova, Sisis.zlatanova (at) tudelft.nlNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
Name der Reihe:Special Issue Sensors for Indoor Mapping and Navigation
ISSN:1424-8220
Status:veröffentlicht
Stichwörter:step length; step detector; attitude; pedestrian; dead reckoning; orientation; pitch; vertical displacement; activity
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 - Vorhaben GNSS2/Neue Dienste und Produkte (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Munoz Diaz-Ropero, Estefania
Hinterlegt am:21 Apr 2015 10:28
Letzte Änderung:31 Okt 2023 11:32

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