基于因子图的INS/UWB室内行人紧组合定位技术

作者：李倩^*; 蒋正华; 孙炎; 奔粤阳

来源：仪器仪表学报, 2022, 43(05): 32-45.

DOI：10.19650/j.cnki.cjsi.J2209141

• 室内定位
• 惯性导航系统
• 超宽带
• 紧组合
• 因子图

针对室内复杂应用场景下待定位行人接收到的超宽带(UWB)测距信息数量不确定问题，提出一种基于因子图的INS/UWB室内行人紧组合定位算法，实现对动态随遇接入与退出的UWB量测信息有效融合。首先，基于室内行人运动模型以及UWB量测模型构建INS/UWB紧组合因子图模型，由于对行人位置与速度同时进行建模估计，导致该因子图模型含有环结构。在此基础上，针对有环因子图模型基于和积算法(SPA)通过两次迭代推导因子图中各节点间消息传递算法，计算行人位置与速度的后验概率密度。进一步，针对特殊量测矢量条件下因子图算法定位误差跳变问题，提出一种基于坐标变换的因子图改进方法，从而有效提高行人位置与速度估计精度。仿真结果表明，本文提出的INS/UWB紧组合定位算法可以有效融合动态随遇接入与退出的UWB测距信息。在满足计算量与内存消耗需求的前提下，与变结构多模型扩展卡尔曼滤波(EKF)相比，本文提出算法的定位精度与速度估计精度可以分别提高14.94%与56.42%。

• 单位
  哈尔滨工程大学