為了提高超寬帶（UWB）與慣性測(cè)量單元（IMU）融合定位算法的定位精度,提出了一種基于改進(jìn)自適應(yīng)加權(quán)數(shù)據(jù)融合的粒子濾波定位算法。首先利用自適應(yīng)最優(yōu)加權(quán)融合算法中最小方差估計(jì)理論,對(duì)粒子濾波中粒子分布權(quán)重進(jìn)行調(diào)整;利用閾值限制所求觀測(cè)方差,避免了因?qū)嶋H環(huán)境導(dǎo)致觀測(cè)方差發(fā)散;利用觀測(cè)噪聲協(xié)方差和測(cè)量值,在粒子濾波后RMSE限制區(qū)間求得各傳感器最優(yōu)加權(quán)因子,避免因傳感器信號(hào)弱或丟失產(chǎn)生的算法發(fā)散問(wèn)題。最后,進(jìn)行了UWB與IMU融合定位的對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:該算法在滿足實(shí)時(shí)性跟蹤的要求下,能有效提高車(chē)輛導(dǎo)航定位精度,通過(guò)與擴(kuò)展卡爾曼融合算法相比,其定位精度提高了15%以上。 

【文章來(lái)源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(30)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：7 頁(yè)

【部分圖文】：

不同觀測(cè)方差下的狀態(tài)估計(jì)誤差標(biāo)準(zhǔn)差

采用超寬帶(UWB)和慣性測(cè)量單元(IMU)進(jìn)行組合定位導(dǎo)航研究。UWB傳感器的主要定位模塊是Decawave公司于2012年推出的DWM1000模塊,如圖2所示。由于DWM1000模塊抗多徑衰落能力強(qiáng)、支持高數(shù)據(jù)速率通信、功耗低等優(yōu)點(diǎn),在UWB定位領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。選用的IMU模塊為維特智能公司生產(chǎn)的JY901姿態(tài)角度傳感器,如圖3所示。該傳感器模塊集成高精度陀螺儀、加速度計(jì)、地磁場(chǎng)傳感器,采用高性能的微處理器和先進(jìn)的動(dòng)力學(xué)解算與卡爾曼動(dòng)態(tài)濾波算法,能夠快速求解出模塊當(dāng)前實(shí)時(shí)的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。圖3 IMU定位模塊

表1 第一組實(shí)驗(yàn)10次仿真所統(tǒng)計(jì)的融合精度Table 1 The fusion accuracy of the first group was calculated by 10 simulations 實(shí)驗(yàn)次數(shù) X方向/cm Y方向/cm RMSE/cm 1 7.369 4.779 9.570 2 7.416 4.985 9.722 3 7.361 4.987 9.691 4 7.337 4.967 9.650 5 7.378 4.966 9.570 6 7.370 4.941 9.621 7 7.421 4.891 9.653 8 7.322 4.871 9.582 9 7.382 5.017 9.721 10 7.417 4.900 9.683 均值 7.377 4.930 9.646圖5 實(shí)驗(yàn)所得RMSE曲線

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3531958