面向复杂环境的UWB/LiDAR/IMU组合定位方法

作     者：杨秀建 敖鹏 沈世全 杨义兴 皇甫尚昆 YANG Xiujian;AO Peng;SHEN Shiquan;YANG Yixing;HUANGFU Shangkun

作者机构：昆明理工大学交通工程学院昆明650500 

基　　金：国家自然科学基金(52162046) 

出 版 物：《中国惯性技术学报》 (Journal of Chinese Inertial Technology)

年 卷 期：2024年第32卷第7期

页      码：654-662页

摘      要：针对室外全球卫星导航系统(GNSS)拒止并且超宽带(UWB)和LiDAR在非视距和点云特征稀疏环境下定位效果较差的问题,提出了一种面向复杂环境的UWB/LiDAR/惯性测量单元(IMU)组合定位方法。首先,利用LiDAR和UWB的互补特性设计了时变因子,用于对车辆进行重定位;然后,引入三种运动模型描述车辆的运动状态,各模型采用无迹卡尔曼滤波方法设计滤波器;最后,将重定位后的车辆定位和IMU的测量数据作为交互式多模型-无迹卡尔曼滤波算法的状态输入,解算出最终的车辆位置。实验结果表明,所提组合定位方法具有较高的定位精度,相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了35.1%和22.8%,非视距环境下分别提升了53.1%和27.2%;所提重定位方法相对于UWB和LiDAR单一传感器,视距环境下的定位精度分别提升了23.2%和8.7%,非视距环境下分别提升了42.9%和11.4%,体现出了较高的定位精度和对复杂环境的适应能力。

主 题 词：无人车辆 融合定位 超宽带 交互式多模型 无迹卡尔曼滤波 

学科分类：080202[080202] 08[工学] 0804[工学-材料学] 0802[工学-机械学] 

核心收录：

D　O　I：10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2024.07.003

馆 藏 号：203132242...