检索结果-内蒙古大学图书馆

云南民族大学学报(自然科学版) 2025年第2期34卷 206-216页

作者：李逸龙李刚张要强邓伟文徐龙辽宁工业大学汽车与交通工程学院辽宁锦州121001 北京航空航天大学交通科学与工程学院北京100191

针对全球定位系统因传感器零偏和白噪声误差而影响无人驾驶赛车定位精度的问题,设计了一种融合激光雷达、惯性测量单元与全球导航卫星系统(GPS)数据的滑动窗口优化定位算法.通过对比3种常用的点云配准算法,选用正态分布变换算法来设计... 详细信息

针对全球定位系统因传感器零偏和白噪声误差而影响无人驾驶赛车定位精度的问题,设计了一种融合激光雷达、惯性测量单元与全球导航卫星系统(GPS)数据的滑动窗口优化定位算法.通过对比3种常用的点云配准算法,选用正态分布变换算法来设计激光里程计与回环检测;先后设计了激光里程计因子、惯性测量单元预积分因子、GPS及回环检测因子加入到因子图,来增强定位的准确性;利用滑动窗口优化的方式实时输出高精度定位结果.多次实车实验结果表明,相比传统定位方案,本文的融合定位算法误差可降至0.077 m,提高了赛车的感知预判能力和路径规划效率.

关键词：无人驾驶方程式赛车惯性测量单元全球导航卫星系统融合定位算法

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一种加权圆模型的AOA与RSSI融合定位算法

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导航定位学报 2023年第5期11卷 12-20页

作者：邹琰妮蒋伟杨俊杰隋志成上海电力大学电子与信息工程学院上海201306 上海电机学院电子与信息工程学院上海201306

针对多径效应和非视距给定位精度带来负面影响的问题,提出一种适用于3个基站的基于加权圆的融合定位算法:将接收信号强度(RSSI)定位法与到达角(AOA)法相融合;并由于传统的无线信号路径损耗模型在预测距离时易对环境参数有所依赖,提出利... 详细信息

针对多径效应和非视距给定位精度带来负面影响的问题,提出一种适用于3个基站的基于加权圆的融合定位算法:将接收信号强度(RSSI)定位法与到达角(AOA)法相融合;并由于传统的无线信号路径损耗模型在预测距离时易对环境参数有所依赖,提出利用自适应遗传算法(AGA)-反向传播(BP)神经网络来构建传播模型以确定加权圆的权值初始值;最后根据不断迭代的加权范围和角波束来估计待测点位置。实验结果表明,与其他混合定位方法的性能相比,将AGA-BP和加权圆算法相结合能更好地提高定位精度;同时,为测试鲁棒性,加入不同大小的干扰角度,结果可见,提出的算法能有效处理非视距误差。

关键词：融合定位算法自适应遗传算法(AGA)-反向传播(BP)神经网络加权圆接收信号强度(RSSI)定位法到达角(AOA)算法

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室内无线定位和航迹推算融合定位算法

室内无线定位和航迹推算融合定位算法

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全国第21届计算机技术与应用(CACIS)学术会议

作者：丁煦韩江洪刘征宇潘承毅教育部安全关键工业测控技术工程研究中心安徽合肥230009 合肥工业大学计算机与信息学院安徽合肥230009 教育部安全关键工业测控技术工程研究中心安徽合肥230009 合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009

本文提出一种算法,该算法利用航迹推算局部区域内推算精度高的特点抑制无线定位的白噪声误差和扰动误差,又通过无线定位来校正航迹推算的累积误差,使得两种方法的优势互补.文中的仿真实验基于轮式服务机器人平台,仿真结果表明该算法明... 详细信息

本文提出一种算法,该算法利用航迹推算局部区域内推算精度高的特点抑制无线定位的白噪声误差和扰动误差,又通过无线定位来校正航迹推算的累积误差,使得两种方法的优势互补.文中的仿真实验基于轮式服务机器人平台,仿真结果表明该算法明显的提升了定位的精度和可靠性,有效的发挥两种定位方法的优点.

关键词：轮式服务机器人室内无线定位技术航迹推算融合定位算法

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基于RSSI和惯性导航的融合室内定位算法

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电信科学 2017年第10期33卷 99-106页

作者：朱亚萍夏玮玮章跃跃燕锋左旭舟沈连丰东南大学移动通信国家重点实验室江苏南京210096 电子科技大学信息与软件工程学院四川成都610054

针对目前对高精度室内定位算法的需求,提出一种基于接收信号强度识别(RSSI)和惯性导航的融合室内定位算法。基于无线传感网中Zig Bee节点的RSSI值,采用位置指纹识别算法,对网络中的未知节点进行定位。结合惯性传感单元(IMU)提供的惯性数... 详细信息

针对目前对高精度室内定位算法的需求,提出一种基于接收信号强度识别(RSSI)和惯性导航的融合室内定位算法。基于无线传感网中Zig Bee节点的RSSI值,采用位置指纹识别算法,对网络中的未知节点进行定位。结合惯性传感单元(IMU)提供的惯性数据,对RSSI定位结果进行融合修正。利用Kalman滤波器,采用状态方程描述待定位节点位置坐标的动态变化规律,从而实现一种以无线传感网络定位为主、IMU为辅的融合定位方法。仿真结果表明,提出的融合定位算法既能改善单独使用RSSI定位受环境干扰较大的问题,又能避免单独使用惯性导航带来的累积误差,极大地提高了定位精度。

关键词：高精度室内定位接收信号强度识别惯性导航融合定位算法

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毫米波雷达和北斗卫星融合定位室外资产管理

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信息记录材料 2025年第2期26卷 117-119页

作者：徐云生肖宇卢云飞朱晓觅三峡高科信息技术有限责任公司湖北武汉430010

随着物联网技术的迅猛发展,室外资产定位管理成为了一个重要的研究领域。传统单一定位技术往往难以应对复杂多变的室外环境,导致定位精度不足、稳定性差等问题。本文提出了一种基于置信度权重分配的毫米波雷达和北斗卫星加权融合定位技... 详细信息

随着物联网技术的迅猛发展,室外资产定位管理成为了一个重要的研究领域。传统单一定位技术往往难以应对复杂多变的室外环境,导致定位精度不足、稳定性差等问题。本文提出了一种基于置信度权重分配的毫米波雷达和北斗卫星加权融合定位技术,并获得高精度、全天候室外资产定位数据。在实际场景中实验的结果表明,本文提出的技术可获得室外资产高精度、全天候的定位数据,并在精准定位与追踪、路径规划与优化、安全监控与预警、数据分析与决策支持等层面实现室外资产科学、高效的管理。

关键词：毫米波雷达北斗卫星室外定位融合定位算法

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基于传感器融合算法的移动机器人定位系统研究

基于传感器融合算法的移动机器人定位系统研究

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作者：范龙翔福州大学

学位级别：硕士

移动机器人定位系统可为先进微创手术机器人、无人驾驶平台和自主水下航行器等提供精确位置信息,受到产业界和学术界的广泛重视。机器人通常借助传感器获取环境信息,应用传感器模型和机器人自身运动学模型推导位姿信息。实时性好且定位... 详细信息

移动机器人定位系统可为先进微创手术机器人、无人驾驶平台和自主水下航行器等提供精确位置信息,受到产业界和学术界的广泛重视。机器人通常借助传感器获取环境信息,应用传感器模型和机器人自身运动学模型推导位姿信息。实时性好且定位精准的机器人平台往往依赖复杂、精密和价格高昂的传感器系统。本文研制了框架式移动平台,以此平台为载体自主开发激光雷达-平面定位算法和双目相机-视觉跟踪定位算法,实现了双目相机传感器与激光雷达传感器融合定位。在激光定位部分,使用二维激光雷达作为主传感器,采用自适应蒙特卡罗算法融合最近邻迭代算法得到平面定位信息。该算法需要在已知先验地图条件下,借助全局粒子与粒子滤波器估计可能的位置信息;借助激光雷达扫描数据与栅格地图转换成的地图点云数据进行最近邻迭代匹配,实现二次高精度定位。经仿真测试,该算法能够在保证精度的情况下快速收敛,可为后续高精度定位融合算法快速提供精确的定位信息。选择双目相机作为辅助定位传感器,构建轻量型视觉里程计,在非结构空旷场景下实现机器人高精度定位。视觉里程计提取双目图片尺度不变特征点,借助亚像素级的滑动局部窗口法图像匹配方式,生成高精度匹配的特征点点对;通过点对之间的投影关系,计算特征点视差;通过三角化的方法计算特征点的空间坐标,为路标点后续使用;借助重投影误差设计残差函数并最小化函数值,得到当前位姿变化。完成双目相机实际场景视觉里程计测试,验证视觉辅助定位可行。采用扩展卡尔曼滤波融合二维激光雷达定位信息与双目相机定位信息。针对常规融合算法的缺陷,如空间点与平面点间关系的数据处理、时间戳对齐、跟踪点丢失等问题做出修正;将激光雷达定位信息作为待估计的状态变量,双目相机定位信息作为观测值应用在扩展卡尔曼融合算法程序中,完成融合定位。搭建框架式移动机器人平台。硬件以轮毂电机作为驱动轮,万向轮作为辅助支撑的差速四轮机构;以汽油发电机作为动力供给,工控机和嵌入式驱动板作为核心处理与驱动控制系统,通过远程网桥天线实现远距离通信。软件模块以ROS(Robot Operating System)作为基础框架,包含移动平台操作、通讯、驱动三大功能。应用此移动平台,实际验证本文提出的算法。结果表明:双目相机辅助二维激光雷达进行定位的方法具备可行性,可使低成本传感器具备高精度定位能力,将进一步拓展移动机器人的多工况普适性。

关键词：移动机器人融合定位算法激光雷达双目相机高精度定位

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基于惯性导航的管道探测蛇形机器人定位算法

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仪表技术与传感器 2023年第5期 84-89页

作者：王晓铮王亚慧张成林北京建筑大学机器人仿生与功能研究北京市重点实验室北京100044 北京建筑大学电气与信息工程学院北京102616

为满足管道探测蛇形机器人地下定位的精度需求,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的双惯导(INS)+编码器里程计融合定位算法。系统建立了管道内部蛇形机器人及其运动轨迹的数学模型,以两套惯导的位置信息为状态量,使用绕线盘+旋转编码... 详细信息

为满足管道探测蛇形机器人地下定位的精度需求,提出了一种基于扩展卡尔曼滤波(EKF)的双惯导(INS)+编码器里程计融合定位算法。系统建立了管道内部蛇形机器人及其运动轨迹的数学模型,以两套惯导的位置信息为状态量,使用绕线盘+旋转编码器代替传统轮式里程计测得机器人在载体坐标系中每个采样时间的距离增量作为状态方程控制量,以惯导之间的距离作为量测量,融合扩展卡尔曼滤波算法建立了管道探测蛇形机器人双惯导定位模型,克服了单惯导定位误差累计的缺点。经实验验证:双惯导+地表编码器里程计融合定位方法能够有效提高蛇形探测机器人在地下管道内部定位的精度,且在不同运行条件下及惯导系统不同安装距离时均有效,具有较高的实用价值。

关键词：管道探测蛇形机器人融合定位算法扩展卡尔曼滤波惯性导航编码器里程计误差补偿

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基于小波和卡尔曼联合的室内定位算法研究与实现

基于小波和卡尔曼联合的室内定位算法研究与实现

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作者：翟晨阳北京邮电大学

学位级别：硕士

随着互联网的广泛应用,位置服务逐渐给人们的生活带来极大的便利,使得位置信息成为社会生活中一项不可或缺的基础信息。本文在“面向公众的米级位置服务系统关键技术及应用示范”项目的支撑下,针对室内高精度定位技术现今存在的问题,以... 详细信息

随着互联网的广泛应用,位置服务逐渐给人们的生活带来极大的便利,使得位置信息成为社会生活中一项不可或缺的基础信息。本文在“面向公众的米级位置服务系统关键技术及应用示范”项目的支撑下,针对室内高精度定位技术现今存在的问题,以小波变换和卡尔曼滤波理论为基础,对非视距误差的抑制和室内融合定位算法进行了较为深入的研究。论文主要包含以下内容:一、针对非视距误差严重影响定位结果的问题,提出了一种指纹过滤的非视距误差补偿方案。首先分析了非视距误差的超量延迟特性,然后在滤波消除非视距误差的基础上,将小波阈值去噪进行改进,提出了一种小波预处理的卡尔曼滤波算法,对测量数据进行小波分析预处理,最大限度的消除实际应用中的卡尔曼滤波建模误差。并将该算法应用于过滤指纹的非视距误差补偿方案,能够消除90%以上的非视距误差,为后续定位奠定了基础。二、针对TDOA定位算法中的定位模糊、鲁棒性不足等问题,提出了一种基于TDOA/RSSI的动态加权室内融合定位算法。首先研究了当前环境下的RSSI测距模型,并提出加权最小二乘的思想,对传统RSSI定位算法进行改进。然后通过RSSI定位提供初始位置,来解决泰勒级数展开法求解TDOA定位方程导致结果发散的问题。最终设计了加权融合定位的整体方案和流程,通过两层数据融合提高整个定位系统的定位成功率和定位精度,定位成功率提高了 16.5%,定位精度提高了 14.3%。三、设计并实现了智能定位终端,以完成对上述研究的非视距误差补偿方案和室内融合定位方案的验证。首先设计了智能终端的整体系统架构,并从硬件方面和软件方面完成了系统的搭建。最后将该智能定位终端在实际工程中得以应用,验证了本文所研究的两种方案的性能,展示了米级的室内定位效果。

关键词：室内定位非视距误差抑制小波预处理卡尔曼融合定位算法智能终端

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化工事故救援中基于UWB的室内定位算法研究

化工事故救援中基于UWB的室内定位算法研究

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作者：李晨合肥学院

学位级别：硕士

随着化工行业的不断发展,化工厂火灾爆炸事故的发生频率逐年攀升。这类事故具有突发性强、灾后环境危险性大、救援过程复杂度高等特点,给救援工作带来了极大的困难。因此,采用机器人装备替代救援人员进入化工厂开展救援活动成为一种重... 详细信息

随着化工行业的不断发展,化工厂火灾爆炸事故的发生频率逐年攀升。这类事故具有突发性强、灾后环境危险性大、救援过程复杂度高等特点,给救援工作带来了极大的困难。因此,采用机器人装备替代救援人员进入化工厂开展救援活动成为一种重要趋势。针对化工救援场景中机器人救援定位难的问题,需要寻找合适的技术手段来提高机器人的定位精度,本文选择穿透力强、时间分辨率高的超宽带(UWB)定位技术为研究对象。本文主要研究内容以及创新工作包括以下几个方面。1、针对UWB定位结果容易受到基站部署方式的影响,并且在采用基于TOA的最小二乘定位算法求解标签坐标时,会出现数值波动较大的情况。(1)本文首先选择对基于TOA的定位方法进行优化:第一步采用高斯牛顿法求解标签的三维坐标,第二步将该坐标与卡尔曼滤波相结合进行优化。(2)然后探究在模拟化工厂气体泄露场景下,室内定位的最佳基站部署方案。(3)最后设计实物实验,第一步利用高斯牛顿算法在两种基站部署方式下进行定位,验证改进后的定位基站部署方式的有效性。第二步在该基站部署方式下,将最小二乘定位算法、高斯牛顿法、融合卡尔曼滤波后的算法进行定位对比,实验结果表明基于TOA定位方法的优化算法能够有效提升定位精度,减少数值波动较大的情况。2、针对化工厂房内存在烟雾、障碍物等造成UWB的测距精度严重降低,且无法通过单纯改进UWB的定位算法提高定位精度的问题,本文选择加入IMU传感器,将UWB与IMU进行融合定位,建立松组合和紧组合两种组合方式的导航模型,并设计仿真实验,验证UWB与IMU两种组合方式的定位性能。结果表明,UWB与IMU融合定位利用IMU独立定位的优势,可以有效弥补UWB定位系统短期内定位数据抖动和信号丢失的问题。且紧组合定位降低单个系统信息解算时产生的误差,定位信息融合也比松组合更加彻底,定位精度更高。3、通过对紧组合和松组合定位仿真结果的分析,选择更优的紧组合定位方法进行真实环境实验。分别检测UWB、IMU定位性能良好后,在改进的基站布局方案下,UWB与IMU融合定位算法和UWB单独定位算法分别在室内理想环境下和室内复杂环境下定位。最终实验验证了UWB与IMU紧组合定位算法相比于单独UWB定位算法,具有定位精度更高、稳定性更好、适应性更强等特点。具有一定的工程实践意义。

关键词：化工事故救援 TOA UWB IMU 融合定位算法

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基于BLE与IMU的数据融合室内定位技术研究与实现

基于BLE与IMU的数据融合室内定位技术研究与实现

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作者：游远电子科技大学

学位级别：硕士

在过去的近十年里,研究人员已经发明了许多室内定位算法,并且人们的出行以及日常生活也离不开移动终端的携带,因此面向移动终端的行人室内定位方法近年来被研究学者们广泛关注。如三边测量、位置指纹、行人航位推算（Pedestrian Dead Re... 详细信息

在过去的近十年里,研究人员已经发明了许多室内定位算法,并且人们的出行以及日常生活也离不开移动终端的携带,因此面向移动终端的行人室内定位方法近年来被研究学者们广泛关注。如三边测量、位置指纹、行人航位推算（Pedestrian Dead Reckoning,PDR）等。然而,各种各样的定位技术都存在它们的瓶颈,目前的技术仍然难以解决室内场景下的部分定位问题。基于接收信号强度指示（Received Signal Strength Index,RSSI）的指纹定位和三边测量法通常需要滑动窗口以及中值滤波来稳定RSSI,这会使得信号出现滤波时延从而导致定位延迟,这对于实时定位来说是致命的。配备有惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）的智能移动终端中的PDR通常要求智能手机的Y轴方向与运动方向平行,才能获得较为可靠的推算定位结果。然而,行人在正常行走时会自由的前后摆动手臂,这在传统的PDR相关研究中是被完完全全忽略的。在这种情况下,传统PDR方法中的步伐检测算法将出现巨大弊端,并且航向估计算法的巨幅偏差也是不可避免的,这些缺陷将导致传统的PDR在行人自由行走时并不适用。本文针对上述这些问题,研究了如何融合这BLE与IMU两种信息源而得到稳定可靠的定位结果。本文的主要内容如下:首先研究了包括IMU,WLAN,蓝牙,UWB,Lidar和视觉在内的目前广泛研究的信息源,分析使用IMU和BLE的RSSI进行数据融合算法的合理性,解释了本文为什么要使用这两种信息源进行数据融合。之后详细叙述了传统的基于RSSI的三角定位以及指纹定位的算法细节和使用IMU的航位推算系统。最后,本文创新性地提出了一种基于蓝牙RSSI和IMU测量值的数据融合定位算法。在本算法中的蓝牙定位部分,本文通过平滑RSSI信号,利用蓝牙布置的区域信息进行辅助判别,使用加权多边定位等方式深度优化了蓝牙定位的性能。在本算法的PDR改进部分,本文首次分析步行姿势的特征创新的提出了一种新型步伐检测方法,并将其作为同步信号与蓝牙定位结果进行深度耦合改良了航向估计模块,实现了用户自由行走时的PDR系统能够正常运行,提高了 PDR的鲁棒性。在数据融合部分,本文对非线性的步伐噪声进行线性化近似,使用拓展卡尔曼滤波（Extended Kalman Filter,EKF）对BLE定位与PDR各个模块进行数据融合,有效地降低了室内定位服务的定位延迟和定位误差。实验表明:相比传统的三角定位算法,本文提出的区域限制的加权多边定位算法能将静态定位误差下降52.36%,但是这会使得计算耗时提升至传统算法的433.43%。由于本身传统算法几乎是微秒级的,因此这种计算复杂度的倍数增长对于系统性能的影响并不大。相比本文提出的蓝牙定位算法,基于卡尔曼滤波的数据融合定位算法的动态性能更加优秀,使定位误差,路线偏移度和滤波延迟分别下降了 11.76%,14.00%和13.98%,有效提升室内定位应用的服务质量。在工程实践上,本文将相关的融合定位算法应用于数个大型地下停车场,并彻底在微信小程序上实现商用。其中,最大的定位场景的总面积达600,000m2。我们的室内定位系统已经在此场景中成功提供寻车导航服务一年之久,本商业化定位场景进一步佐证了本文算法的精确性和鲁棒性。

关键词：行人航位推算接收信号强度惯性测量单元拓展卡尔曼滤波融合定位算法

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