基于超宽带和惯导数据融合的高精度室内定位系统

发布时间：2024-04-02 06:02

　　超宽带定位系统在人员定位和物资定位上有着十分重要的作用。救援救灾和人员训练的过程中,能够实时地获得人员的位置信息对于现场指挥具有十分重要的意义。但是因为超宽带定位使用的是极短的窄脉冲,所以在定位过程中会存在一定程度的非视距干扰,尤其是在复杂的环境中。同时,因为锚节点分布的不合理也会导致超宽地定位精度的下降。因此,相对于使用单一传感器来进行定位,使用多个传感器以高于任意单一传感器的定位精度来进行数据融合定位,是定位技术的重要研究方向之一。为了提高定位精度以及扩展有效定位范围,本文研究和讨论了利用卡尔曼滤波器模型的惯导和超宽带数据融合的定位算法。该算法首先分析了九轴惯性导航单元的误差模型,利用矫正过的九轴数据实时求解标签的姿态四元数,利用姿态四元数来求解水平加速度分量作为卡尔曼滤波器的输入控制变量。分别讨论和建立了扩展卡尔曼和无迹卡尔曼的系统模型,将误差作为系统状态变量,利用超宽带定位数据作为观测变量进行矫正。在这之后对扩展卡尔曼和无迹卡尔曼的数据融合定位进行了仿真分析。之后为了进一步对理论的正确性进行验证,本文对实验软硬件平台进行了系统的设计。同时本文研究的数据融合定位算法利用姿态解算求...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.1定点仿真分析图

分析了不同的定位方法结合卡尔曼滤波器后的定位作者分析了在不同的锚节点分布情况下，定位效节点分布情况。而本章将在锚节点任意分布的情据融合的定位效果精度，验证基于卡尔曼滤波器置分布较差或是标签所处位置远离锚节点区域的。惯导的扩展卡尔曼数据融合定位仿真位方法，系统中三个锚节点位置分别位....

图3.3定点仿真分析

图3.3定点仿真分析Figure3.3Fixedpositionanalysis点为锚节点坐标，通过仿真结果图，可以看出相比较后的定位结果更加收敛。下面通过定位估计值和真实确性。

图3.4定位点均差图

34图3.4定位点均差图Figure3.4Estimatedpositionmeanerror黄色曲线为数据融合后定位均差，蓝色曲线为TOA的定位均差，数据融合后的定位均差有一定的

图3.5定位点y轴标准差仿真图

图3.5定位点y轴标准差仿真图Figure3.5Estimatedpositiony-axisstandarderror在y轴方向上的定位数据标准差，其中蓝色曲变化（采样点位置变化）定位值y轴的标准差数据随着GDOP值变化（采样点位置变化）看出随着....

本文编号：3945929