关键词:
室内定位
自适应扩展卡尔曼滤波(AREKF)
超宽带(UWB)
惯性测量单元(IMU)
非视
摘要:
针对超宽带(ultra wide band, UWB)和微机电系统(micro electro mechanical system,MEMS)惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)紧组合滤波系统中,UWB测距信号存在较大的非视距(non line of sight,NLOS)误差及滤波系统异常,易造成噪声参数与真实噪声的概率分布严重不符,导致整个滤波系统发散甚至崩溃,严重影响紧组合系统性能的问题.提出UWB/MEMS IMU紧组合自适应扩展卡尔曼滤波算法(adaptive restimation extended Kalman filtering,AREKF),充分发挥惯性导航系统(inertial navigation system,INS)短时高精度特性,对UWB观测值进行异常探测,利用新息序列对观测噪声和预测状态误差协方差矩阵进行自适应调节,降低异常观测或NLOS误差的影响,有效防止滤波器过度收敛、发散、崩溃现象.动态行人实验结果表明,UWB/MEMS IMU紧组合AREKF方法 N和E方向均方根(root mean square,RMS)优于0.3 m,U方向RMS优于1.3 m,较UWB加权最小二乘法(weighted least squares,WLS)、UWB扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)、UWB/MEMS IMU松组合EKF和UWB/MEMS IMU紧组合EKF有效提升了定位系统的精度、稳定性和可靠性.