一種基于超寬帶測距的粒子濾波平滑方法

摘要：室內環境中,由于無法收到衛星導航定位信號,使得衛星定位方式無法使用。為了能夠在室內環境中進行人員定位,需要其他的定位方式或技術。兩種常見的室內定位技術為基于慣性測量的定位與基于超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)測距的定位。其中,基于慣性測量的定位通過處理人員攜帶的慣性傳感器(Inertial Measurement Unit,IMU)的數據,從而推算人員的位置,但是存在誤差隨時間增長的缺點。基于超寬帶測距的定位方式,通過超寬帶信號測量基站與人員攜帶的標簽之間的位置,從而推算人員當前的位置。但是該方式需要部署較為密集的測距基站,成本較高。本文提出一種定位方式,將慣性方式和超寬帶定位方式結合,通過粒子濾波融合慣性軌跡信息與距離信息,再通過粒子濾波平滑之后,得到最終的人員位置信息。本文提出的方法相比于傳統的融合慣性和超寬帶測距的方法,能夠避免軌跡突變現象的出現,并且能夠提高最終的平均定位精度。最后,本文通過仿真實驗證明了所提出方法的有效性,與相比于傳統粒子濾波的方法平均誤差下降了0.9 m,最大誤差下降了1.8 m。