基于改进SHKF算法的UWB/IMU组合定位方法

1

作者 黄卫华 梅宇恒 +2 位作者 章政 赵广营 刘思贤 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期34-41,共8页

针对复杂环境下超宽带(UWB)无线定位系统存在非视距(NLOS)及随机误差的问题,提出一种基于改进Sage-Husa卡尔曼滤波算法(SHKF)的UWB/IMU组合定位方法。首先,设计了一种基于概率密度的提升树,将UWB/IMU特征数据的概率分布密度引入提升树... 针对复杂环境下超宽带(UWB)无线定位系统存在非视距(NLOS)及随机误差的问题,提出一种基于改进Sage-Husa卡尔曼滤波算法(SHKF)的UWB/IMU组合定位方法。首先,设计了一种基于概率密度的提升树,将UWB/IMU特征数据的概率分布密度引入提升树的损失函数中,鉴别出NLOS信号;然后,设计了一种改进SHKF算法,根据新息变化趋势定义自适应因子,实时调整对新息误差修正的策略以调节历史噪声对当前定位的影响,进而提升UWB/IMU组合定位的稳定性和精度。实验结果表明,所提方法将NLOS信号鉴别精度提升至99.12%,定位均方根误差降低至4.30 cm,提升了复杂环境下UWB/IMU组合系统定位精度。 展开更多

关键词 非视距 Sage-Husa卡尔曼滤波 uwb/imu组合定位 提升树

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基于NLOS误差修正的无人车UWB/IMU组合定位研究

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作者 张鸽 《舰船电子工程》 2024年第12期55-60,共6页

新兴的物联网(IoT)应用,例如智能制造和智慧农业设备,推动了对低成本、高精度室内定位导航解决方案的迫切需求;针对复杂室内环境中,UWB信号由于非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差因素导致定位精度低的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼... 新兴的物联网(IoT)应用,例如智能制造和智慧农业设备,推动了对低成本、高精度室内定位导航解决方案的迫切需求;针对复杂室内环境中,UWB信号由于非视距(Non-Line-of-Sight,NLOS)误差因素导致定位精度低的问题,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波器的UWB/IMU融合定位方法,根据UWB与IMU距离量测差值构建系统量测方程,引入新息向量和新息协方差,利用定位标签融合IMU对UWB定位过程中的NLOS误差进行修正,利用超宽带数据对IMU的位置、速度和姿态进行约束和更新;实验结果表明,该方案能够在室内环境下实现厘米级定位,满足无人车在室内环境下的定位精度需求,且表现出在解决信号缺失、抑制路径偏离等方面的优势。 展开更多

关键词 uwb imu NLOS误差 融合定位 无人车

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基于UWB和IMU的煤矿机器人紧组合定位方法研究 被引量：10

3

作者 郁露 唐超礼 +3 位作者 黄友锐 韩涛 徐善永 付家豪 《工矿自动化》 北大核心 2022年第12期79-85,共7页

针对煤矿井下环境复杂,现有煤矿机器人定位方法受非视距误差等因素影响导致定位精度低、实时性不高等问题,提出了一种基于UWB(超宽带)和IMU(惯性测量单元)的煤矿机器人紧组合定位方法。首先利用UWB模块测量煤矿机器人与UWB基站之间的距... 针对煤矿井下环境复杂,现有煤矿机器人定位方法受非视距误差等因素影响导致定位精度低、实时性不高等问题,提出了一种基于UWB(超宽带)和IMU(惯性测量单元)的煤矿机器人紧组合定位方法。首先利用UWB模块测量煤矿机器人与UWB基站之间的距离,使用煤矿机器人与UWB基站之间的距离真实值和实测值训练最小二乘支持向量机(LSSVM)模型,得到LSSVM修正模型;然后将煤矿机器人定位过程中UWB模块测得的实测值作为LSSVM修正模型的输入,通过LSSVM修正模型对UWB实测值进行修正,减小非视距误差对定位精度的影响,得到较为准确的距离信息;最后将经过LSSVM修正模型修正后的测距信息作为误差状态卡尔曼滤波(ESKF)的量测输入,与惯性导航解算出的位置信息构成量测方程,使用ESKF对UWB测距修正值与惯性导航解算的距离信息紧组合,完成状态更新,得到更为精确的位置信息,实现煤矿机器人的精确定位。UWB基站不同布置方案下的模拟实验结果表明:使用LSSVM修正模型可使UWB测距信息更为准确,进而提高定位精度。静态定位实验时,当4个UWB基站等高对称布置时,定位的均方根误差由0.1464 m减小到0.1398 m;当4个UWB基站不等高对称布置时,均方根误差由0.3008 m减小到0.2006 m;当4个基站无规律布置时,均方根误差由0.3175 m减小到0.3142 m。因此,在实际场景中,应尽可能使UWB基站等高对称布置。动态定位实验时,通过LSSVM修正模型对UWB测距信息进行修正后的融合定位轨迹相较于修正前的融合定位轨迹更接近煤矿机器人的真实轨迹,验证了该紧组合定位方法能够减小非视距误差,提高定位精度。 展开更多

关键词 煤矿机器人 紧组合定位 超宽带 惯性测量单元 非视距误差 uwb测距 最小二乘支持向量机 误差状态卡尔曼滤波

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基于GPS/UWB组合的定位技术分析

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作者 詹威 王润珂 《集成电路应用》 2024年第7期132-133,共2页

阐述GPS/UWB组合定位的方法,通过转换定位坐标、创建融合模型以及联合观测的方式,完成定位技术的解析,从而创建定位系统并对应用效果进行验证,该方法比传统定位方法精准度更高。

关键词 GPS/uwb 组合定位法 车辆定位

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基于卡尔曼滤波算法的UWB+IMU组合精确定位系统在选煤厂中的应用 被引量：3

5

作者 白怡明 曾祥玉 +3 位作者 李杰 辛凤阳 郭晓松 朱金龙 《选煤技术》 CAS 2022年第5期85-90,共6页

为了提高智能化选煤厂中人员定位的精度和准确性,采用卡尔曼滤波算法,借助simulink仿真平台,建立了UWB+IMU组合精确定位系统,并介绍了其在大柳塔选煤厂人员精确定位中的应用情况。结果表明,基于卡尔曼滤波算法的UWB+IMU组合精确定位系统... 为了提高智能化选煤厂中人员定位的精度和准确性,采用卡尔曼滤波算法,借助simulink仿真平台,建立了UWB+IMU组合精确定位系统,并介绍了其在大柳塔选煤厂人员精确定位中的应用情况。结果表明,基于卡尔曼滤波算法的UWB+IMU组合精确定位系统,提高了人员定位的准确性,对于提高人员管理、安全管理、生产管理水平意义重大。 展开更多

关键词 选煤厂人员定位 uwb+imu组合精确定位系统 卡尔曼滤波算法 精确定位

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UWB辅助INS的室内组合定位方法 被引量：3

6

作者 隋心 高嵩 +2 位作者 黄俊尧 刘韬 徐爱功 《无线电工程》 2020年第8期624-630,共7页

针对UWB/INS组合系统中UWB不同测距信息的时间不同步问题,设计了UWB辅助INS的室内组合定位方法。该方法利用单个UWB RTT测距值和INS系统进行组合,采用一维的UWB/INS紧组合模型对组合系统观测数据进行处理,以此消除UWB测距的时间不同步... 针对UWB/INS组合系统中UWB不同测距信息的时间不同步问题,设计了UWB辅助INS的室内组合定位方法。该方法利用单个UWB RTT测距值和INS系统进行组合,采用一维的UWB/INS紧组合模型对组合系统观测数据进行处理,以此消除UWB测距的时间不同步误差影响。实验结果表明,所述方法在UWB/INS紧组合的基础上能有效地避免UWB同一组测距中的时间不同步误差,进而提高室内定位精度、稳定性和可靠性。 展开更多

关键词 uwb INS 组合模型 室内定位

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GNSS/UWB高精度室内外组合定位方法研究 被引量：3

7

作者 王宁 宋伟中 郭海松 《通信电源技术》 2019年第10期22-23,共2页

通过分析GNSS定位技术与UWB定位技术的发展现状,对其应用要点进行研究,并对GNSS/UWB高精度室内外组合定位的关键技术进行了探讨。同时,结合时代技术发展的特点,对GNSS/UWB高精度室内外组合定位技术的应用方法进行了研究。

关键词 GNSS uwb 组合定位

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GPS/UWB组合定位关键技术分析与探究 被引量：1

8

作者 王宁 李伟 柴远波 《信息通信》 2019年第9期205-206,共2页

文章通过分析GPS定位技术与UWB定位技术的发展现状,对其应用要点进行了研究。在此基础上,本文对GPS/UWB组合定位的关键技术进行了探讨。同时,本文结合时代技术发展的特点,对GPS/UWB组合定位技术的应用进行了研究。这些研究对定位技术的... 文章通过分析GPS定位技术与UWB定位技术的发展现状,对其应用要点进行了研究。在此基础上,本文对GPS/UWB组合定位的关键技术进行了探讨。同时,本文结合时代技术发展的特点,对GPS/UWB组合定位技术的应用进行了研究。这些研究对定位技术的发展和应用有着重要的意义,有很好的现实价值。 展开更多

关键词 GPS uwb 组合定位

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BDS信号失锁下基于自适应因子图的列车组合定位模型

9

作者 程相 王运明 +1 位作者 王新屏 初宪武 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1146-1155,共10页

针对列车运行环境复杂,容易产生BDS信号失锁,影响BDS/IMU列车定位系统的精确性问题,提出了基于自适应因子图的BDS/IMU/OD列车组合定位模型。在BDS/IMU列车定位系统的基础上,引入里程计(Odometer,OD)定位技术,利用北斗卫星导航系统(Beido... 针对列车运行环境复杂,容易产生BDS信号失锁,影响BDS/IMU列车定位系统的精确性问题,提出了基于自适应因子图的BDS/IMU/OD列车组合定位模型。在BDS/IMU列车定位系统的基础上,引入里程计(Odometer,OD)定位技术,利用北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)与惯性测量元件(Inertial Measurement Unit,IMU)、OD 3类传感器获取列车量测信息,根据因子图理论,将多源量测信息描述为状态空间方程,抽象BDS、IMU、OD因子节点和先验因子,确定因子节点与变量节点之间的无向连接关系,建立多变量列车组合定位因子图模型,解算列车的位置信息。当BDS信号产生变化时,借助因子图的即插即用特性,提出了自适应因子算法,动态调整列车组合定位因子图模型结构。在BDS信息部分失锁时,利用BDS的部分信息,建立BDS/IMU/OD列车组合定位因子图模型,在BDS信息完全失锁时,转换为IMU/OD列车组合定位因子图模型,抑制BDS完全失锁造成的发散误差。利用卡尔曼算法、因子图算法、自适应因子图算法进行了列车定位的仿真分析,在BDS信息部分失锁时,自适应因子图模型的定位位置均方根误差比卡尔曼算法分别降低了52.3%、48.2%和42.7%,比因子图算法分别降低了34.8%、27.0%和25.2%。在BDS信息完全失锁时,自适应因子图模型的定位位置误差比卡尔曼算法分别降低了46.7%、46.7%和50%。自适应因子图算法提高了BDS信息失锁的情况下的列车定位精度,实现了不同传感器之间的即插即用,为构建高精确性、强鲁棒性、高可扩展性的列车组合定位系统提供模型支持。 展开更多

关键词 列车组合定位 BDS信号失锁 因子图 BDS/imu/OD 自适应因子

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低成本IMU/GPS车辆组合导航系统设计与仿真研究 被引量：2

10

作者 杨波 汪广大 柴艳 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2006年第S3期521-524,共4页

设计了一种低成本的IMU/GPS车辆组合导航系统。采用低精度的陀螺仪和加速度计作为惯性测量器件,构成惯性测量装置(IMU);然后,将该IMU与GPS构成组合导航系统,通过设计高效的组合导航算法来提高组合系统的定位精度。实验仿真结果表明,该... 设计了一种低成本的IMU/GPS车辆组合导航系统。采用低精度的陀螺仪和加速度计作为惯性测量器件,构成惯性测量装置(IMU);然后,将该IMU与GPS构成组合导航系统,通过设计高效的组合导航算法来提高组合系统的定位精度。实验仿真结果表明,该低成本IMU/GPS车辆组合导航系统具有较高的导航精度,同时有效降低了系统成本。 展开更多

关键词 惯性测量装置(imu) 全球定位系统(GPS) 车辆组合导航 卡尔曼滤波

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基于超宽带和惯导的室内组合定位方法研究 被引量：4

11

作者 王磊 李高军 +1 位作者 潘文祥 秦光远 《信息通信》 2016年第10期128-130,共3页

文章对一种采用超宽带UWB和惯导相结合的室内定位方法进行了研究。该方法的核心思想是利用安装在移动节点上的UWB模块产生位置的估计值,以校正惯导的航位推算法所得到的移动节点的位置坐标。这样既可以校正惯导中由于陀螺仪的漂移导致... 文章对一种采用超宽带UWB和惯导相结合的室内定位方法进行了研究。该方法的核心思想是利用安装在移动节点上的UWB模块产生位置的估计值,以校正惯导的航位推算法所得到的移动节点的位置坐标。这样既可以校正惯导中由于陀螺仪的漂移导致的累积定位误差,又能够减小UWB定位存在的非视距NLOS误差。相比于单一超宽带定位方法,该组合定位方法具有更高的室内定位精度。 展开更多

关键词 室内定位 超宽带uwb 惯导 组合定位算法

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基于UWB与GNSS融合定位的港口高精度定位技术 被引量：2

12

作者 肖扬 汤文扬 窦路 《港口科技》 2019年第4期16-19,共4页

为实现港口码头作业高精度定位服务,基于脉冲超宽带IR-UWB和全球卫星导航系统GNSS定位技术,提出UWB与GNSS融合定位的港口高精度定位服务应用的模式,并通过组合定位的数据处理方法和过程,满足港口厘米级定位精度应用的要求。

关键词 港口 GNSS uwb 组合定位

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巷道掘进机智能化技术研究现状及展望 被引量：55

13

作者 刘送永 张德义 《工矿自动化》 北大核心 2019年第10期23-28,共6页

基于巷道掘进机智能化的目标是结合智能感知技术与自适应作业实现巷道断面自动精确成形,从智能感知和自适应作业2个方面阐述了巷道掘进机智能化关键技术构架,其中智能感知包括位姿感知、成形感知、状态感知,自适应作业包括自适应纠偏、... 基于巷道掘进机智能化的目标是结合智能感知技术与自适应作业实现巷道断面自动精确成形,从智能感知和自适应作业2个方面阐述了巷道掘进机智能化关键技术构架,其中智能感知包括位姿感知、成形感知、状态感知,自适应作业包括自适应纠偏、自适应截割、自适应诊断。总结了掘进机位姿检测与纠偏、巷道断面自动成形与自适应截割、掘进机安全运行保障等技术的研究现状:捷联惯导/UWB组合定位技术在井下受限空间中具有较强的适用性,目前掘进机俯仰位姿纠偏及定向行走等均已实现,但仍存在行走控制误差大、纠偏控制准确性差等问题;将大面积煤矸石带避开的截割方法为自适应截割提供了一种新的思路,但是煤矸石带位置的确定及该种方法在实践中的应用效果有待进一步研究;在故障对象确定、故障原因清晰的情况下,常用故障诊断方法具有一定适用性,但由于掘进机故障原因复杂多样,故障间相互影响,难以进行准确有效的故障诊断。指出研究检测精度高、干涉少、跟随适用性优的导航定位方法,实现掘进机机体位姿偏差动态补偿、煤岩特性与最佳截割参数匹配建模及掘进机全状态监测等是巷道掘进机智能化技术突破方向。 展开更多

关键词 掘进机智能化 智能感知 自适应作业 位姿检测纠偏 断面自动成形 自适应截割 安全运行保障 捷联惯导/uwb组合定位

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