1 北京科技大学 机械工程学院，北京 100083
2 北京新风航天装备有限公司，北京 100089
针对室内环境日益复杂，单一的定位系统已经不能满足人们对定位准确度需求的问题，设计了一种利用超宽带(UWB)和惯性导航融合进行的室内定位方法：首先针对UWB测距结果容易受环境影响的问题，根据实验环境对UWB测距进行了标定；然后利用改进马氏距离的异常值检测方法对测距过程中的异常值进行了剔除；最后采用了紧耦合的卡尔曼滤波器，以UWB测距值作为扩展卡尔曼滤波观测量，以惯性导航解算的位姿作为扩展卡尔曼滤波器的预测量，通过UWB测距来不断校正惯性导航的位姿数据。最终为了验证所提方法的可行性和有效性，进行了UWB单独定位和UWB与惯性导航融合定位的小车搭载矩形运动轨迹实验，通过对两种方法实验数据的对比分析，在加入了外界干扰时的矩形轨迹定位实验中，利用UWB和惯性导航融合的定位结果，平均精度比单独利用UWB进行定位时提高了36.3%；误差结果对比表明，利用UWB和惯性导航融合定位的误差波动更小，具有更高的鲁棒性。表明了该融合定位算法与单独利用UWB技术进行定位的算法相比，能够有效地抑制定位过程中的干扰问题，并且可显著地提高在室内环境下定位系统的鲁棒性和定位精度。
超宽带 惯性导航 异常值检测 融合定位 ultra-wide band (UWB) inertial navigation outliers detection fusion positioning 红外与激光工程
2021, 50(9): 20200484
1 西安理工大学自动化与信息工程学院, 陕西西安 710048
2 中国兵器工业试验测试研究院, 陕西华阴 714200
3 广东石油化工学院自动化学院, 广东茂名 525000
针对现有算法在多套经纬仪测角数据解算目标位置时计算复杂, 精度受限, 对野值数据缺乏容错能力等问题, 提出了一种基于最小距离和的融合容错定位方法。在采用最短距离和融合不同设备数据的同时, 通过算法的容错设计, 在测量数据含野值时依然能够正常解算出目标位置, 确保定位结果的可靠性。仿真结果表明, 该定位方法对测量数据具有良好的容错能力, 当测量数据正常时定位结果达到距离和最小;当测量数据含孤立型野值或长度不超过 3个的斑点型野值时, 无需事前修复即可确保定位结果依然可靠。本文建立的最小距离和容错定位算法, 既能够充分利用有效的测量数据信息, 又可以在不进行野值检验的情况下进行定位计算, 确保定位结果不失真, 对动态目标的实时可靠定位具有重要的应用价值。
光电测量 经纬仪 融合定位 容错 最短距离和 optoelectronic measurement theodolite fusion localization fault-tolerant shortest distancesum 光学 精密工程
2020, 28(12): 2596
1 重庆邮电大学工业物联网与网络化控制教育部重点实验室, 重庆 400065
2 重庆邮电大学光纤通信技术重点实验室, 重庆 400065
针对大型室内场所用户移动定位复杂度较高、定位精度较低和定位不合理等问题,提出一种基于隐马尔可夫模型的可见光与惯导融合定位算法。首先在离线建库阶段建立室内停车场地图和定位指纹图,采集每个参考节点的可见光接收信号强度和节点间的距离与角度,建立隐马尔可夫模型。其次,在在线定位阶段,根据用户最大移动速度减小状态转移候选集,并获取可见光信号和运动信息。最后,利用改进的维特比算法进行用户轨迹匹配定位。仿真结果表明:所提算法在2500m 2室内停车场中能准确预测用户的运动轨迹,参考节点的预测准确率约为85%,平均定位误差约为3.35m;与其他4种定位算法相比,所提算法的定位轨迹连续、更平滑、精度更高。
光通信 惯性导航 隐马尔可夫模型 融合定位 维特比算法 中国激光
2020, 47(12): 1206001
信息工程大学信息系统工程学院, 河南郑州 450001
针对传统行人航位推算 (PDR)算法在手机倾斜程度较大时定位误差大且定位误差随步数累积的问题, 提出一种改进 PDR定位与外部位置信息融合的定位算法。算法首先估计手机姿态矩阵并利用姿态矩阵旋转加速度、角速度与磁感应强度的测量向量。再利用旋转后的加速度向量进行步伐探测、步频步长估计; 旋转后的角速度与磁感应强度向量进行方向角估计。最后根据 PDR定位结果与外部位置信息的误差特性, 通过比例积分 (PI)控制器进行融合定位并反馈调节步长模型参数。实验表明算法中传感器测量向量旋转、融合定位和步长模型参数反馈调整有效减小了算法的定位误差, 定位轨迹更接近于真实行进轨迹。
PDR定位 融合定位 比例积分控制器 PDR positioning fusing positioning Propotional-Integal controller 太赫兹科学与电子信息学报
2017, 15(3): 402
