基于超声波/INS信息融合的室内定位方法
发布时间：2021-10-16 07:23
室内定位方法中,低成本惯性导航系统（INS）的定位误差随着时间和距离的增加而积累,需要采用其他手段抑制误差发散。室内环境下GPS无法正常工作,从而失去对INS误差的抑制作用;因此,该文提出了基于超声波/INS信息融合的室内定位方法。以自主导引小车（AGV）为定位终端,根据超声波定位技术和非完整约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息,并利用该信息辅助INS,通过卡尔曼滤波进行信息融合,从而抑制纯惯导情况下定位误差发散的问题。采用Matlab对所提出的室内定位方法进行仿真验证,结果表明,采用超声波/INS信息融合方法能将INS的误差抑制在一定范围内,该方法适用于室内移动物体的实时定位。
【文章来源】：压电与声光. 2016,38(02)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图３系统组合模式图３．２系统信息融合算法
离理想轨迹，可见纯惯导的误差是发散的；而经过超声波／ＩＮＳ信息融合后的运动轨迹与理想轨迹基本吻合，误差不随时间的增加而增大，很好地抑制了纯惯导状态下定位误差发散的问题。图４自主导引小车运动轨迹图５、６分别为采用基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位方法后，自主导引小车在ｘ、ｙ轴上的位置误差曲线。由图可看出，经４０ｓ的收敛时间，自主导引小车在ｘ轴上位置误差稳定在０．１５ｍ左右，ｙ轴上位置误差稳定在０．２３ｍ左右，具有较高的定位精度。图５经度误差图６纬度误差５结束语针对纯惯导状态下定位误差随时间和距离的增加而发散的问题，提出了基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法。以自主导引小车作为定位终端，引入超声波定位方法和非完整性约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息，利用该信息与惯性导航系统通过卡尔曼滤波进行数据融合以实现定位。采用ＭＡＴＬＡＢ对所设计的室内定位法进行仿真验证，仿真结果表明基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法具有很好的收敛性，可抑制纯惯导定位误差发散，具有较高的定位精度。因此，基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法适用于室内移动物体的实时定位。参考文献：［１］ＬＩＹｕｎ，ＦＩＮＧＥＲＡ．Ｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｉｎｄｏｏｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｐｒｏ－ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８ｔｈＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＮａｖｉｇａ－ｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０１１：８３－８８．［２］杨阳，
惯导的误差是发散的；而经过超声波／ＩＮＳ信息融合后的运动轨迹与理想轨迹基本吻合，误差不随时间的增加而增大，很好地抑制了纯惯导状态下定位误差发散的问题。图４自主导引小车运动轨迹图５、６分别为采用基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位方法后，自主导引小车在ｘ、ｙ轴上的位置误差曲线。由图可看出，经４０ｓ的收敛时间，自主导引小车在ｘ轴上位置误差稳定在０．１５ｍ左右，ｙ轴上位置误差稳定在０．２３ｍ左右，具有较高的定位精度。图５经度误差图６纬度误差５结束语针对纯惯导状态下定位误差随时间和距离的增加而发散的问题，提出了基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法。以自主导引小车作为定位终端，引入超声波定位方法和非完整性约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息，利用该信息与惯性导航系统通过卡尔曼滤波进行数据融合以实现定位。采用ＭＡＴＬＡＢ对所设计的室内定位法进行仿真验证，仿真结果表明基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法具有很好的收敛性，可抑制纯惯导定位误差发散，具有较高的定位精度。因此，基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法适用于室内移动物体的实时定位。参考文献：［１］ＬＩＹｕｎ，ＦＩＮＧＥＲＡ．Ｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｉｎｄｏｏｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｐｒｏ－ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８ｔｈＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＮａｖｉｇａ－ｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０１１：８３－８８．［２］杨阳，肖金红，刘智，等
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声波与航迹推算融合的智能轮椅定位方法[J]. 张利,秦海春,王文彬,金爱民,王锦波,张帅,李飞. 电子测量与仪器学报. 2014(01)
[2]基于超声波的室内三维定位系统[J]. 杨阳,肖金红,刘智,崔金峰,刘丹,韩丽英. 吉林大学学报(信息科学版). 2012(03)
[3]基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统[J]. 肖金红,刘智,杨阳,刘丹. 吉林大学学报(信息科学版). 2012(02)
[4]AGV用GPS/DR组合导航信息融合[J]. 张晓霞,汪传龙,韩刘柱,李晓琳. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(01)
本文编号：3439405
【文章来源】：压电与声光. 2016,38(02)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图３系统组合模式图３．２系统信息融合算法
离理想轨迹，可见纯惯导的误差是发散的；而经过超声波／ＩＮＳ信息融合后的运动轨迹与理想轨迹基本吻合，误差不随时间的增加而增大，很好地抑制了纯惯导状态下定位误差发散的问题。图４自主导引小车运动轨迹图５、６分别为采用基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位方法后，自主导引小车在ｘ、ｙ轴上的位置误差曲线。由图可看出，经４０ｓ的收敛时间，自主导引小车在ｘ轴上位置误差稳定在０．１５ｍ左右，ｙ轴上位置误差稳定在０．２３ｍ左右，具有较高的定位精度。图５经度误差图６纬度误差５结束语针对纯惯导状态下定位误差随时间和距离的增加而发散的问题，提出了基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法。以自主导引小车作为定位终端，引入超声波定位方法和非完整性约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息，利用该信息与惯性导航系统通过卡尔曼滤波进行数据融合以实现定位。采用ＭＡＴＬＡＢ对所设计的室内定位法进行仿真验证，仿真结果表明基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法具有很好的收敛性，可抑制纯惯导定位误差发散，具有较高的定位精度。因此，基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法适用于室内移动物体的实时定位。参考文献：［１］ＬＩＹｕｎ，ＦＩＮＧＥＲＡ．Ｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｉｎｄｏｏｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｐｒｏ－ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８ｔｈＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＮａｖｉｇａ－ｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０１１：８３－８８．［２］杨阳，
惯导的误差是发散的；而经过超声波／ＩＮＳ信息融合后的运动轨迹与理想轨迹基本吻合，误差不随时间的增加而增大，很好地抑制了纯惯导状态下定位误差发散的问题。图４自主导引小车运动轨迹图５、６分别为采用基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位方法后，自主导引小车在ｘ、ｙ轴上的位置误差曲线。由图可看出，经４０ｓ的收敛时间，自主导引小车在ｘ轴上位置误差稳定在０．１５ｍ左右，ｙ轴上位置误差稳定在０．２３ｍ左右，具有较高的定位精度。图５经度误差图６纬度误差５结束语针对纯惯导状态下定位误差随时间和距离的增加而发散的问题，提出了基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法。以自主导引小车作为定位终端，引入超声波定位方法和非完整性约束条件得到自主导引小车的位置和速度信息，利用该信息与惯性导航系统通过卡尔曼滤波进行数据融合以实现定位。采用ＭＡＴＬＡＢ对所设计的室内定位法进行仿真验证，仿真结果表明基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法具有很好的收敛性，可抑制纯惯导定位误差发散，具有较高的定位精度。因此，基于超声波／ＩＮＳ信息融合的室内定位法适用于室内移动物体的实时定位。参考文献：［１］ＬＩＹｕｎ，ＦＩＮＧＥＲＡ．Ｃｈａｎｎｅｌｍｏｄｅｌ－ｂａｓｅｄｓｅｎｓｉｎｇｆｏｒｉｎｄｏｏｒｕｌｔｒａｓｏｎｉｃｌｏｃａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ［Ｃ］／／Ｇｅｒｍａｎｙ：Ｐｒｏ－ｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆｔｈｅ８ｔｈＷｏｒｋｓｈｏｐｏｎＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇＮａｖｉｇａ－ｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，２０１１：８３－８８．［２］杨阳，肖金红，刘智，等
【参考文献】：
期刊论文
[1]超声波与航迹推算融合的智能轮椅定位方法[J]. 张利,秦海春,王文彬,金爱民,王锦波,张帅,李飞. 电子测量与仪器学报. 2014(01)
[2]基于超声波的室内三维定位系统[J]. 杨阳,肖金红,刘智,崔金峰,刘丹,韩丽英. 吉林大学学报(信息科学版). 2012(03)
[3]基于CDMA-TDOA的室内超声波定位系统[J]. 肖金红,刘智,杨阳,刘丹. 吉林大学学报(信息科学版). 2012(02)
[4]AGV用GPS/DR组合导航信息融合[J]. 张晓霞,汪传龙,韩刘柱,李晓琳. 沈阳建筑大学学报(自然科学版). 2011(01)
本文编号：3439405
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