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随着科技的发展,人们对位置服务的需求更加迫切。卫星导航技术的发展已经日趋成熟,解决了人们在室外环境下的定位问题,然而在室内复杂多变的环境下,卫星导航难以发挥作用。在众多室内无线定位技术中,超宽带信号(Ultra-Wide Band,UWB)采用亚纳秒级的无线脉冲进行通信,具有高时间分辨率、抗多径、低功耗、测距精度高等优点,在室内视距(Light Of Sight,LOS)环境下UWB定位精度可达厘米级,但仍然受非视距(Non-Light Of Sight,NLOS)误差的影响导致定位精度下降。惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)具有自主定位,不受NLOS影响的特点,短时间内定位精度高,但是定位误差会随着时间推移而逐渐累积,需要对其进行累积误差校正。为了抑制UWB定位中NLOS误差的影响,基于UWB/INS数据融合的室内定位方法能够利用不同子系统的定位优势进行互补,取长补短,可以满足室内定位可靠性和连续性的要求。主要的研究工作如下:(1)针对组合定位系统的测量误差问题,本文进行了数据预处理工作。对UWB测距值进行线性拟合,校正了系统误差,达到厘米级测距精度;对陀螺仪进行了常值漂移误差校正,使得校正后的该误差接近零;对加速度计和磁力计进行了椭球拟合校准,校正前后测量重力场和地磁场模值的标准方差分别由(0.O111g,0.1053Gauss)降低到(0.0022g,0.01862Gauss),提高了INS的测量精度。(2)针对磁干扰和外力干扰造成姿态检测误差和旋转矩阵误差增大的问题,本文进行了加权抑制。在四元数形式姿态检测算法中,原有的两步更新算法只是避免了磁干扰对水平倾斜角(横滚角,俯仰角)的影响,但是磁干扰对航向角以及外力干扰对水平倾斜角的影响仍没有进行抑制。本文在此基础上进行分段函数加权,以加权两步更新算法抑制外部干扰对姿态角的影响,并用实验验证了该算法对干扰具有一定的抑制效果。(3)组合算法上,针对集中式EKF(Extended Kalman Filter)处理数据使得系统维数较大,雅克比矩阵求解过程复杂的问题,本文设计了级联EKF的数据融合形式。一级EKF用于姿态检测和旋转矩阵的求解,二级EKF进行位置解算,并利用组合定位的历史轨迹更新校正系统状态中的速度信息。组合系统采用紧耦合的方式,根据测距残差的绝对值进行NLOS误差和测距异常值的判定,利用视距下UWB的测距值对INS预测位置进行累积误差校正,保证定位系统的连续性和可靠性。在室内搭建实验环境,结果表明基于UWB/INS数据融合抑制NLOS的室内定位方法能有效抑制NLOS误差。当NLOS误差出现时,在静止状态下,组合系统95%概率定位误差小于0.07m;运动状态下,与参考轨迹对比,最大轨迹偏差仅为0.35m,整体定位误差基本在0.2m以内。