组合定位-GPS-IMU-Odom

组合定位

GPS遵守NMEA0184  GPS每次测量都是独立的，即与上次测量无关，所以不存在误差累计
不同IMU器件，其驱动是不同的 IMU存在数据漂移，测量相对位置
 GPS/INS组合制导
INS是惯性导航系统（Inertial Navigation System）的
GPS/DR组合定位系统的组成：
  GPS传感器；
  odom： novatel/odom-pose；IMU坐标系或者车辆坐标系，位置和四元数(旋转和平移矩阵)xyzwxyz
    通过gps数据发布odom 
  
  IMU：惯性传感器（IMU）imu数据时间
     6轴IMU在3轴IMU的基础上加装了3轴加速度IMU通常包含陀螺仪 (Gyroscope)、加速度计 (Accelermeters)。
	 XYZ： 表示三个线性加速度轴的方向（X、Y、Z）。
     XYZω： 表示三个角速度轴的方向（X、Y、Z）。
	 朝向 IMU测量相对位姿
  canbus底盘信息：轮速fl、 轮速fr、轮速rl、轮速rr（有）

ROS传感器之GPS简介
    linear_acceleration            表示线加速度，
    linear_acceleration_covariance 表示线加速度协方差，
    angular_velocity            表示角速度，
    angular_velocity_covariance 角速度协方差，
    orientation          表示姿态，使用四元数表示，
    orientation_covariance  表示姿态协方差。
        orientation是由 linear_acceleration和angular_velocity计算而得，
    	但并不是所有IMU设备都直接提供orientation，
    	如果没有提供，将orientation各项置为0，
    	orientation_covariance各项置为-1.
    	这里协方差表示各个数据的误差，一般由器件厂商给出
    因为加速度的角度可以直接算出来，没有累积误差，所以长时间后也比较准。
	而陀螺仪长时间后由于积分误差的累加，会造成输出误差比较大，甚至无法使用。
	所以用互补滤波法根据他们的特性取长补短进行姿态解算，每过一段时间就让加速度计去校准一下陀螺仪
	IMU器件最终想要获取的是位姿数据，包含位置和姿态，而实际IMU直接测量的数据是加速度和角速度，
	   需要对角速度进行一次积分计算角度，也就是姿态；
	   对加速度进行二次积分获取距离，也就是位置

航位推算

DR的全称为dead reckoning航位推算，一种常用的辅助的车辆定位技术
   DR的全称为dead reckoning航位推算，航位推算算法是开环定位算法，
    主要是通过车轮脉冲、方向盘角度，结合车辆角速度、车速，推演出车辆在每个时刻的位置和姿态；
    是路径规划和路径跟踪环节的依赖项

方案

不同的方案：
   根据YawRate积分（或Yaw值）得到theta值 
      依赖IMU传感器（比如角速度的获取），需要车辆实装IMU传感器		

行人航位推算(PDR)

 在室内环境中可提供行人航位信息并提高定位可靠性。
    惯性传感器、磁力计和压力传感器是航位推算应用中必不可少的传感器组件，用之可大幅提升导航性能

利用室内环境中的Wi-Fi接入点(AP)定位。基于Wi-Fi的导航系统。
使用MEMS传感器(加速度计、磁力计、陀螺仪和高度计)计算位置数据的室内导航技术	

行人行位推算--行人航迹推算(PDR)
   人类步态模型：载物位置确定模块用于确定设备常用存放位置
   用户航向--包括设备航向和用户行走方向
   行走角度确定
   
步态模型： 步态是步行的行为特征，是一个人行走时的表现形式，又称行走模式。
    步行周期（gait cycle）
      根据下肢在步行时的位置，又可分为支撑相和摆动相
	  支撑相（stancephase） 下肢接触地面和承受重力的时间，即从足跟着地到足趾离地的过程
	  摆动相（swingphase） 
	  步长、步宽、步频
	步行的条件
	   肌力  平衡能力  协调能力及肌张力均衡  
	   感觉功能及空间认知功能
	   中枢控制
	足角（foot angle）
	   
常见异常步态及分析
    足内翻  足外翻
	膝过伸
	臀大肌步态  臀中肌步态
	
	步行时身体重心主要落在踝前内侧
导致步态异常的常见原因
   骨骼肌肉-神经系统
    行走能力的评定：功能性行走 治疗性行走
常见方法
  四期分析法：两个双支撑相、一个单支撑相、一个摆动相