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基于UKF滤波加权C-T融合算法的无人驾驶单轨吊双标签UWB定位
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作者 吕玉寒 张牧野 +3 位作者 鲍久圣 杨阳 杨健健 王茂森 《煤炭科学技术》 CSCD 北大核心 2024年第S2期221-235,共15页
单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特... 单轨吊机车是煤矿井下重要的辅助运输设备之一,目前正在朝着智能化和无人化的方向发展。为了提高无人驾驶单轨吊定位精度,开展了基于无迹卡尔曼滤波(UKF)加权C-T融合算法的双标签超宽带(UWB)定位方法研究。首先,根据单轨吊车身的结构特征,设计了包含双标签定位信息采集层、定位数据传递层和定位坐标解析层的双标签UWB定位系统;其次,将UWB中Chan算法的定位结果作为Taylor算法的初始值,保障了Taylor算法的收敛性和计算效率;再次,通过预设的单轨吊车身长度与双标签定位数据得到定位补偿error,将error代入Taylor算法以进一步提高定位精度,仿真结果表明优化后算法的定位精度提高了44%;然后,使用UKF对加权C-T融合算法进行滤波优化,提高了定位系统在非视距(NLOS)环境中的定位精度,仿真结果表明UKF滤波优化后的定位精度在直行路段提高了7.8%以上,在弯道路段中提高了10.6%以上,且随着NLOS误差的增大,定位效果明显提升;最后,在石煤机试验场进行单轨吊实车试验,结果表明:基于UKF滤波的双标签加权C-T融合定位算法使单轨吊静态定位精度小于20cm,动态定位精度小于30cm,整体定位精度达到分米级,稳定性和可靠性也得到提高,可满足单轨吊井下无人驾驶定位需求。研究分米级精度的单轨吊定位系统是矿井单轨吊实现智能化、无人化高效运输的重要保障。 展开更多
关键词 单轨吊 超宽带(UWB) 加权c-t融合算法 双标签 无迹卡尔曼滤波(UKF)
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