摘要
随着无线通信技术的发展,UWB(Ultra-WideBand,超宽带)室内定位技术得到了广泛应用.针对在复杂的室内环境中UWB测距、定位结果中包含NLOS(Non-Line-Of-Sight,非视距)误差的问题,给出了一种自适应卡尔曼滤波算法.该算法首先建立UWB测距模型,其次利用新息向量并采用差分的方法对系统中观测噪声的协方差矩阵进行自适应估计并实时更新,然后利用观测噪声的协方差矩阵对过程噪声的增量协方差矩阵进行更新来实现对过程噪声协方差矩阵的精确估计,进而降低含NLOS误差的距离测量值在距离更新值中的权重.通过5块UWB开发板搭建一套UWB定位系统,分别在室内NLOS环境中进行测距和定位实验.实验结果表明,该算法在距离解算值中均方根误差最大为17 mm,测距误差最大为42 mm,在位置解算值中,均方根误差最大为12 mm,位置误差最大为43 mm,其不仅能过有效抑制并消除UWB测距中的NLOS误差,大幅度提高UWB测距精度,而且能进一步提高UWB系统的定位精度、抗扰能力和可靠性.
基金项目
中交第二航务工程局有限公司科技研发项目(EHYF-2020-A-07-019)
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