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一种改进抗差自适应滤波的UWB定位方法 被引量:1
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作者 郭英 周振平 +2 位作者 崔健慧 谢永强 苏辕 《武汉大学学报(信息科学版)》 北大核心 2026年第1期182-190,共9页
针对超宽带(ultra-wide band,UWB)定位时存在的非视距(non-line-of-sight,NLOS)误识别、漏识别等问题,提出一种基于滑动窗口方差检测与新息检测的抗差自适应滤波算法。在新息抗差自适应算法的基础上,利用滑动窗口方差检测结合新息检测... 针对超宽带(ultra-wide band,UWB)定位时存在的非视距(non-line-of-sight,NLOS)误识别、漏识别等问题,提出一种基于滑动窗口方差检测与新息检测的抗差自适应滤波算法。在新息抗差自适应算法的基础上,利用滑动窗口方差检测结合新息检测的方式,降低模型扰动状态下的NLOS误识别与漏识别率;同时,利用距离平滑与距离更新对方差检测方法进行优化,解决了方差检测的检测退化问题。实验结果表明,在视距环境下,所提算法定位精度高,为0.073 m;在人员遮挡环境下,定位精度为0.077 m,相较于最小二乘、卡尔曼滤波、新息抗差自适应滤波算法,精度分别提升了40.3%、33.6%、28.7%;在立柱遮挡及地下车库等较严重NLOS环境下,所提算法定位精度为0.125 m,相较于最小二乘、卡尔曼滤波、新息抗差自适应滤波算法,车库环境定位精度分别提升了80.8%、73.7%、36.2%。而且在3种NLOS环境下,相较于新息抗差自适应滤波算法,NLOS误识别率降低了38.2%以上,能够满足室内复杂环境下的高精度定位需求。 展开更多
关键词 uwb定位 扩展卡尔曼滤波 鲁棒自适应滤波 NLOS误差
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动态噪声建模与异常快速响应协同优化的煤矿UWB定位方法
2
作者 杨姿楚 傅文博 张泽超 《山西大同大学学报(自然科学版)》 2026年第1期76-83,共8页
煤矿生产环境存在多种干扰因素,传统的UWB定位方法在处理随时间改变的噪声及突发异常状况时会造成定位偏差、恢复速度迟缓的问题。本文提出了一种将时间动态噪声建模与突发异常响应机制相结合的改进方法,使系统既能适应环境中的噪声变化... 煤矿生产环境存在多种干扰因素,传统的UWB定位方法在处理随时间改变的噪声及突发异常状况时会造成定位偏差、恢复速度迟缓的问题。本文提出了一种将时间动态噪声建模与突发异常响应机制相结合的改进方法,使系统既能适应环境中的噪声变化,又能够及时处理突发强干扰。实验通过三种不同方案进行对比,结果表明该方法能够在整体上有效降低误差,且在受到异常干扰后也能快速恢复正常定位轨迹。其中RMSE(均方根误差)较传统方法降低了约35%,同时恢复时间相比传统静态建模方法缩短了约80%。该研究在实验层面验证了方法的可行性,同时也为提升煤矿井下UWB定位系统的稳定性与实用性提供了新的思路。 展开更多
关键词 uwb 井下定位 高斯滤波
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基于UWB+LoRa的井下精确定位系统终端固件升级方法
3
作者 胡宇 《煤矿安全》 北大核心 2026年第1期237-246,共10页
针对煤矿井下定位系统在固件无线升级环节面临升级效率与服务可靠性的双重瓶颈,提出了一种基于超宽带(UWB)与远距离低功耗无线通信技术(LoRa)协同传输的终端固件双模冗余升级架构。该架构将UWB的厘米级高精度定位能力与LoRa的广域通信... 针对煤矿井下定位系统在固件无线升级环节面临升级效率与服务可靠性的双重瓶颈,提出了一种基于超宽带(UWB)与远距离低功耗无线通信技术(LoRa)协同传输的终端固件双模冗余升级架构。该架构将UWB的厘米级高精度定位能力与LoRa的广域通信覆盖特性有机融合,构建了具备空间自适应特性的异构网络体系。在通信策略方面,设计了动态双模协同机制:在终端稀疏区,系统采用UWB技术对定位信号与固件升级信道进行时分复用,既满足了精确定位需求,又实现了点对点固件传输;在终端密集区,启用双模分工机制,由UWB持续提供实时定位服务的同时,借助LoRa独立信道进行并行广播式固件分发,从而显著提升了多终端升级效率。为保证系统在复杂井下环境中的安全运行,引入了三重防护体系:①结合非对称加密(RSA)与对称加密(AES)构建了分级密钥管理体系,实现了固件传输环节的全链路加密防护,有效防范数据泄露和篡改;②基于空间分布特征设计了自适应固件获取机制,在终端稀疏区支持终端主动发起固件请求,在终端密集区则由基站主动广播升级包,并以此机制为基础实现了固件断点续传功能,提高了传输的可靠性;③采用双分区固件升级策略,通过Bootloader层对固件升级包执行CRC−32循环冗余校验与SHA−256哈希双重完整性验证,确保升级失败时能自动回滚至备分区的稳定版本。试验结果表明,无论在终端稀疏区还是终端密集区,该系统的最大定位误差均控制在30 cm以内,固件升级成功率达到100%,充分验证了该双模冗余升级架构在精准定位、升级效率、安全可靠性等方面的综合优势。 展开更多
关键词 uwb LoRa 固件无线升级 双模冗余升级 RSA+AES混合加密 自适应固件获取
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基于5G+UWB一体化融合系统及装备研发
4
作者 崔含 《智能矿山》 2026年第2期79-82,共4页
为解决5G无线与UWB精确定位技术的统一融合,研发了监测和管理的煤矿井下人员精确定位系统。井下5G通信基站与UWB人员精确定位基站均采用无线通信技术,“一站式”解决5G通信与精确定位多源异构数据的共网传输和同距离覆盖,构建了井下应... 为解决5G无线与UWB精确定位技术的统一融合,研发了监测和管理的煤矿井下人员精确定位系统。井下5G通信基站与UWB人员精确定位基站均采用无线通信技术,“一站式”解决5G通信与精确定位多源异构数据的共网传输和同距离覆盖,构建了井下应用5G技术和定位技术深度融合的总体架构5G+UWB,以及一体式本安融合基站在井下应用和基于煤矿定位的融合调度平台的架构,实现了基于5G+UWB技术的高精度实时定位与虚拟交互应用,展望基于5G+UWB融合技术的井下大数据交互、可视化远程操控、AI智能分析、虚拟现实等在煤矿智能化中的融合应用。 展开更多
关键词 5G 煤矿井下 精确定位 多源异构数据 uwb
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6-9GHz频段UWB设备与射电天文业务共存分析
5
作者 刘艳洁 路晓明 潘琳 《中国无线电》 2026年第1期30-33,63,共5页
为确定6-9GHz频段UWB设备与现有射电天文业务的共存条件,本文在特定参数下仿真计算UWB设备对RAS的单站干扰;分别在挖洞式、拉远式场景下仿真UWB设备对RAS的同频、杂散集总干扰,分析两者间的差异,并给出特定场景下的共存条件。单个UWB设... 为确定6-9GHz频段UWB设备与现有射电天文业务的共存条件,本文在特定参数下仿真计算UWB设备对RAS的单站干扰;分别在挖洞式、拉远式场景下仿真UWB设备对RAS的同频、杂散集总干扰,分析两者间的差异,并给出特定场景下的共存条件。单个UWB设备干扰RAS所需的隔离距离为0.25-0.53km,UWB设备集总干扰RAS的同频隔离距离为7.4-20.8km,杂散辐射隔离距离为3.5-13.35km。本文提供了一种UWB设备与RAS之间共存分析的仿真方法,以上结果对UWB设备与RAS台站之间的隔离设置具有一定参考意义。 展开更多
关键词 超宽带(uwb) 射电天文业务(RAS) 隔离距离
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面向足球运动的UWB便携式定位技术
6
作者 薛晓华 张晓明 +2 位作者 李晓 韩玉香 吴剑 《测试技术学报》 2026年第1期96-104,共9页
针对足球日常训练和比赛中运动员及球队整体运动参数难以实时精准监测的问题,提出了基于超宽带无线技术的便携式高精度定位系统,通过卡尔曼滤波与加权最小二乘算法解算测距信息进行定位。在标准足球场环境下,利用水平精度因子对基站布... 针对足球日常训练和比赛中运动员及球队整体运动参数难以实时精准监测的问题,提出了基于超宽带无线技术的便携式高精度定位系统,通过卡尔曼滤波与加权最小二乘算法解算测距信息进行定位。在标准足球场环境下,利用水平精度因子对基站布设方案进行判别选择,采用加权最小二乘法对标签位置进行解算。在此基础上,对基站时钟误差模型进行分析,采用误差补偿算法,降低人工布设误差和时钟同步间隔,增加标签容纳量,降低系统功耗。通过仿真及试验验证,系统静态定位误差≤15 cm,动态定位误差≤20 cm,时钟同步间隔可增至2 s,人员容纳量≥20人,提高了便携式高精度定位系统的可用性和可靠性。 展开更多
关键词 超宽带定位 通导一体化 智能穿戴设备 运动监测 训练优化
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基于SimCLR-CIR-SC自主分类的时间卷积神经网络室内UWB定位方法 被引量:2
7
作者 吴仕勋 王潇 +3 位作者 蓝章礼 徐凯 张淼 靳双 《电子测量与仪器学报》 北大核心 2025年第3期65-76,共12页
超宽带(UWB)技术因其高时间分辨率和强穿透能力,在室内定位领域受到广泛关注。然而,传统的UWB非视距识别与补偿定位方法难以准确描述复杂环境下的信道状态,导致定位准确度和精度不足。针对信道脉冲响应(CIR)数据的特点,借鉴对比学习的Si... 超宽带(UWB)技术因其高时间分辨率和强穿透能力,在室内定位领域受到广泛关注。然而,传统的UWB非视距识别与补偿定位方法难以准确描述复杂环境下的信道状态,导致定位准确度和精度不足。针对信道脉冲响应(CIR)数据的特点,借鉴对比学习的SimCLR框架进行特征提取,结合谱聚类(SC)原理提出了一种基于SimCLR-CIR-SC的自主分类方法。依据自主分类结果,设计了一种基于注意力机制的时间卷积神经网络(TCN-A)模型用于确定信道状态类别。进一步针对每一类信道状态类别,设计了一种TCN-A模型用于测距误差的预测。该误差用于补偿测量距离并衡量测距的权重,结合加权最小二乘(WLS)算法实现了未知节点的定位。实验结果表明,与现有3种聚类方法相比,所提出的SimCLR-CIR-SC方法实现了对信道状态的自主有效分类和标注。TCN-A分类模型准确度达到98.16%,优于现有的5种分类模型。此外,所提定位方法在3个锚点的平均误差达到0.57 m,相较于现有4种方法定位精度最少提升了31.3%,且随着锚点数量增加定位精度显著提高。 展开更多
关键词 uwb室内定位 信道状态识别 SimCLR-CIR-SC TCN-A WLS
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UWB/INS紧组合变分贝叶斯自适应滤波算法 被引量:2
8
作者 徐天河 王森 代培培 《导航定位学报》 北大核心 2025年第2期1-8,共8页
针对超宽带(UWB)与惯性导航系统(INS)紧组合在实际环境中面临非线性误差和噪声干扰的问题,提出一种变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波(VBAKF)的UWB/INS紧组合导航算法:通过引入变分贝叶斯方法,自适应调整系统噪声统计特性未知情况下的滤波精度... 针对超宽带(UWB)与惯性导航系统(INS)紧组合在实际环境中面临非线性误差和噪声干扰的问题,提出一种变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波(VBAKF)的UWB/INS紧组合导航算法:通过引入变分贝叶斯方法,自适应调整系统噪声统计特性未知情况下的滤波精度,提升滤波性能,并引入高程约束模型,增强高程方向的定位精度;建立UWB/INS紧组合模型,给出VBAKF滤波算法,对比分析VBAKF与传统自适应卡尔曼滤波(AKF)的状态估计性能差异。实验结果显示,VBAKF方法在东、北、天方向的定位精度相比于传统方法可分别提高16.13%、21.43%和6.25%,表明VBAKF方法能显著提高系统状态估计的准确性和可靠性,有效提高UWB/INS组合导航系统在实测环境下的适应能力。 展开更多
关键词 变分贝叶斯 超宽带(uwb) 惯性导航系统(INS) 紧组合 组合导航
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基于UWB的一维高密度定位关键技术研究
9
作者 宋斌锋 崔军林 +2 位作者 柳锐 边江 杨社强 《自动化应用》 2026年第3期230-232,242,共4页
针对煤矿、隧道等一维场景下高密度定位需求,提出一种基于超宽带(UWB)技术的高密度定位技术,旨在提高系统的节点密度和定位精度。提出了一种创新基站结构、卡尔曼滤波线性回归(KFLR)算法和动态超帧结构(DSS),解决了信号碰撞与定位精度问... 针对煤矿、隧道等一维场景下高密度定位需求,提出一种基于超宽带(UWB)技术的高密度定位技术,旨在提高系统的节点密度和定位精度。提出了一种创新基站结构、卡尔曼滤波线性回归(KFLR)算法和动态超帧结构(DSS),解决了信号碰撞与定位精度问题,实现了高效精准的定位。 展开更多
关键词 超宽带 MAC层设计 卡尔曼滤波 高密度 飞行时间
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基于XGBoost的UWB/MEMS IMU室内定位及精度分析
10
作者 罗力 《测绘工程》 2026年第1期92-96,共5页
针对基于UWB和MEMS惯性IMU的四轮机器人在复杂室内环境下,受传感器特性影响,其定位精度不能满足使用要求的问题,提出基于XGBoost的UWB/MEMS IMU四轮机器人室内定位方法。通过XGBoost对UWB的非视距数据识别并剔除以提高UWB数据质量,以及... 针对基于UWB和MEMS惯性IMU的四轮机器人在复杂室内环境下,受传感器特性影响,其定位精度不能满足使用要求的问题,提出基于XGBoost的UWB/MEMS IMU四轮机器人室内定位方法。通过XGBoost对UWB的非视距数据识别并剔除以提高UWB数据质量,以及添加结合四轮机器人运动状态的非完整约束来抑制MEMS IMU独立定位时的误差发散,采用改进的UWB/MEMS IMU紧组合算法来实现四轮机器人的室内定位。实验结果表明,在复杂的室内环境下,四轮机器人的平面定位精度在0.2 m以内,所提出的方法能有效地提高四轮机器人室内定位的精度和稳定性。 展开更多
关键词 超宽带、微机电惯性测量单元组合 极端梯度提升 室内定位 四轮机器人 非完整性约束
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基于联合卷积变分自编码器和预测器的UWB定位算法 被引量:1
11
作者 古玉锋 李真 +1 位作者 高世椿 黎程山 《仪器仪表学报》 北大核心 2025年第1期182-192,共11页
某室内三线自动驾驶轨道交通系统使用了超宽带(UWB)定位系统,车辆的高精度定位是提高其运行可靠性和调度效率的关键技术。基于UWB定位精度的分析,提出了一种基于联合卷积变分自编码器和预测器(VAE-CNN)的非视距鉴别、测距误差补偿与神... 某室内三线自动驾驶轨道交通系统使用了超宽带(UWB)定位系统,车辆的高精度定位是提高其运行可靠性和调度效率的关键技术。基于UWB定位精度的分析,提出了一种基于联合卷积变分自编码器和预测器(VAE-CNN)的非视距鉴别、测距误差补偿与神经网络定位误差补偿的三步UWB定位算法。首先,采集标签与基站的测距误差和信道脉冲响应(CIR)数据,训练VAE-CNN模型,根据原始CIR和重建CIR的可信度阈值剔除非视距测距值。其次,根据预测器的预测误差补偿原始测距值,使用最小二乘法计算坐标和该坐标相对于各个基站坐标的方向余弦,训练神经网络用于拟合定位误差与方向余弦的关系。在已公开的包含视距和非视距的UWB测距值和CIR数据集上,验证了VAE-CNN模型的非视距鉴别能力,评估了基于VAE-CNN模型的非视距鉴别和测距误差补偿对定位精度的提升效果;在不同测距方差下,基于车辆模拟运行轨迹,评估了定位误差补偿神经网络提高定位精度的效果。搭建了UWB定位系统,验证了动态定位中三步UWB定位算法的实际效果。结果表明,动态定位中,在完全视距环境中,算法的平均定位误差为28.68 mm,均方根定位误差为16.67 mm,最大定位误差为76.68 mm;存在非视距的环境中,算法的平均定位误差为38.73 mm,均方根定位误差为20.61 mm,最大定位误差为116.47 mm。由此可知,所提出的三步UWB定位算法具有精度高、成本低和稳定性好的优点,能满足所涉及的室内轨道交通的定位需求。 展开更多
关键词 三线室内轨道交通 uwb定位 卷积变分自编码器 非视距鉴别 误差补偿
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基于UWB与改进加权质心的矿井人机定位算法
12
作者 徐慧琼 胡立锋 《金属矿山》 北大核心 2025年第3期196-201,共6页
矿井人机定位是矿山安全生产和智能矿山建设的重要技术手段,为提高井下人机定位的精度和稳定性,提出了一种基于超宽带(UWB)与改进加权质心的定位算法。该算法利用UWB信号的高时空分辨率和抗多径干扰能力,结合改进加权质心算法的低计算... 矿井人机定位是矿山安全生产和智能矿山建设的重要技术手段,为提高井下人机定位的精度和稳定性,提出了一种基于超宽带(UWB)与改进加权质心的定位算法。该算法利用UWB信号的高时空分辨率和抗多径干扰能力,结合改进加权质心算法的低计算复杂度特点,实现矿井环境中的人机定位。首先通过对UWB信号的到达时间进行测量,得到定位节点与锚节点之间的距离;再根据距离的不确定性,采用一种基于概率分布的权重计算方法,对每个锚节点赋予一个合理的权重;最后根据加权质心公式,计算出定位节点坐标。试验结果表明:与传统的加权质心算法和最小二乘算法相比,该算法具有更高的定位精度和更低的定位误差,为井下人机定位提供了一种新方法,对于提升矿井智能化水平有一定的意义。 展开更多
关键词 矿井人机定位 uwb 改进加权质心 智能矿山
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一种紧凑型四陷波UWB−MIMO天线的设计
13
作者 李国金 马微 +1 位作者 马雨欣 李派 《中国舰船研究》 北大核心 2025年第4期9-16,共8页
[目的]为解决舰船通信装置安装空间受限、其他装备干扰信号导致通信效率低的问题,提出一种紧凑型四陷波UWB−MIMO天线。[方法]将梯形进行裁剪和添加,接地板引入改进的波纹I形去耦结构,整体尺寸为36 mm×22 mm×1.6 mm。通过在辐... [目的]为解决舰船通信装置安装空间受限、其他装备干扰信号导致通信效率低的问题,提出一种紧凑型四陷波UWB−MIMO天线。[方法]将梯形进行裁剪和添加,接地板引入改进的波纹I形去耦结构,整体尺寸为36 mm×22 mm×1.6 mm。通过在辐射贴片上刻蚀倒U形狭缝、L−n形狭缝,在馈线旁左侧引入C形寄生枝节,在右侧引入U形寄生枝节,实现WLAN(5.15~5.85 GHz)、IEEE INSAT/超扩展C频段(6.1~6.53 GHz)、X频段(7.37~7.8 GHz)和无线电导航(RN)频段(9.15~9.7 GHz)共4个频段的陷波。[结果]仿真与测试结果表明,该天线工作频段为2.9~10.7 GHz,隔离度低于−20 dB,包络相关系数T_(ecc)<0.02。[结论]该天线在各方面特性良好,可以广泛应用于舰载无线通信设备中。 展开更多
关键词 天线 四陷波 波纹I形去耦结构 缝隙枝节 多输入多输出(MIMO) 超宽带(uwb)
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基于IMM-SCKF的煤矿井下UWB定位算法
14
作者 崔鹏鹏 张梅 周伸伸 《煤矿机械》 2025年第7期209-212,共4页
在煤矿井下复杂的环境下,若采用单一运动模型进行超宽带(UWB)定位,会因其不能准确描述目标运动状态而导致定位精度降低。为此,提出一种交互式运动模型(IMM)联合容积卡尔曼滤波(CKF)的UWB定位算法。采用奇异值分解(SVD)的CKF算法作为IMM... 在煤矿井下复杂的环境下,若采用单一运动模型进行超宽带(UWB)定位,会因其不能准确描述目标运动状态而导致定位精度降低。为此,提出一种交互式运动模型(IMM)联合容积卡尔曼滤波(CKF)的UWB定位算法。采用奇异值分解(SVD)的CKF算法作为IMM的子滤波器(IMM-SCKF),进行滤波解算并融合输出;然后利用该算法对UWB定位模型进行解算,得到目标位置。实验结果表明,对比CS-SCKF算法和CA-KF算法,该定位方法的均方根误差(RMSE)分别降低了34.78%和51.36%,有效提高了定位精度。 展开更多
关键词 煤矿井下 uwb IMM SVD CKF
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煤矿井下UWB定位数据跳变抑制研究
15
作者 钮涛 董佳 +1 位作者 刘国锋 方堃 《工矿自动化》 北大核心 2025年第10期26-33,共8页
精准位置服务是煤矿智能化的基础支撑,目前大部分煤矿安装使用了基于超宽带(UWB)的精准定位系统。井下UWB定位数据跳变是影响定位可靠性和准确性的主要因素,目前主要通过增加辅助测量手段、调整硬件或基于多次测量的连续性滤波数据抑制... 精准位置服务是煤矿智能化的基础支撑,目前大部分煤矿安装使用了基于超宽带(UWB)的精准定位系统。井下UWB定位数据跳变是影响定位可靠性和准确性的主要因素,目前主要通过增加辅助测量手段、调整硬件或基于多次测量的连续性滤波数据抑制跳变,实际操作难度大、成本高,且当定位标签跨定位区域移动时无法判断数据跳变。以煤矿井下UWB定位系统中常用的基于飞行时间(TOF)的双边双向测距(DS−TWR)方法为研究对象,提出了TOF 4−WR通信定位法,在3次往返测距(3−WR)协议基础上增加测距检验帧Check,解决了传统TOF 3−WR方法中Response通信过程因缺乏参照而无法判断是否受到干扰的问题。在此基础上提出了融合多重干扰校验机制的UWB信号跳变识别方法,在单次定位过程中识别跳变数据。针对连续干扰及定位目标运动状态剧烈变化的极端情况,引入连续多次定位结果的异常判断机制,进一步校验定位数据的可信性。针对识别出的跳变数据,采用卡尔曼滤波最优估计值代替,实现UWB定位数据跳变抑制。在金凤煤矿的现场测试结果表明,该方法能有效识别出煤矿井下UWB定位跳变信号,采用卡尔曼滤波最优估计值能够很好地跟踪实际定位轨迹,保证了定位数据的准确性和连续性。 展开更多
关键词 井下人员定位 精准位置服务 uwb定位 双边双向测距 TOF 4−WR通信定位 uwb信号跳变识别 定位结果异常判断 卡尔曼滤波最优估计
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室内无人机UWB迭代定位算法研究
16
作者 潘绍明 陈磊 +2 位作者 向政蓉 吴其琦 樊香所 《物联网技术》 2025年第10期19-24,共6页
UWB定位技术在无人机室内定位中应用广泛。在无人机飞行过程中,锚点天线与标签天线之间的距离和相对夹角等参数对定位精度会造成较大影响。为降低影响,提出了一种迭代定位算法,首先利用无人机坐标与姿态角计算上述参数,再利用折线方程... UWB定位技术在无人机室内定位中应用广泛。在无人机飞行过程中,锚点天线与标签天线之间的距离和相对夹角等参数对定位精度会造成较大影响。为降低影响,提出了一种迭代定位算法,首先利用无人机坐标与姿态角计算上述参数,再利用折线方程修正测距数据,进而修正无人机坐标,在多次迭代运算中降低定位误差。经过在无人机上实测,显示最大定位误差由0.35 m减少至0.10 m;在MATLAB上仿真,显示最大定位误差由0.335 m减少至0.05 m。上述测试结果表明,迭代定位算法显著提高了定位精度。 展开更多
关键词 uwb定位 无人机室内定位 测距误差修正 迭代定位算法 三维定位算法 TOA
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基于改进贝叶斯估计的矿井巷道UWB和INS融合定位方法
17
作者 包建军 徐成 +1 位作者 邢震 张蓉 《煤矿机电》 2025年第6期42-47,56,共7页
为了规避单一定位方法在煤矿井下巷道环境中的劣势,实现超宽带(UWB)与惯性导航系统(INS)的优势互补,提高井下导航定位的精度,在处理不一致的观测数据时,提出了基于改进贝叶斯估计的融合定位方法,通过引入不一致性因子来调整似然函数中... 为了规避单一定位方法在煤矿井下巷道环境中的劣势,实现超宽带(UWB)与惯性导航系统(INS)的优势互补,提高井下导航定位的精度,在处理不一致的观测数据时,提出了基于改进贝叶斯估计的融合定位方法,通过引入不一致性因子来调整似然函数中的方差,从而更准确地反映数据的不确定性。通过仿真试验中设计了视距(LOS)和非视距(NLOS)两种环境下的对比试验,评估了改进方法在不同环境下的效果参数。结果表明,视距环境下UWB定位误差保持在0.5 m内,表现出良好的精度和稳定性,INS误差持续增大,最大误差达到了2.9 m;非视距环境下UWB最大误差达到2.3 m,而INS误差并未出现明显变化;通过贝叶斯估计的方法对两种定位方法融合后,在非视距环境下最大误差降低到0.9 m,且不同权重系数对误差也有一定影响,f_(UWB)=0.8、f_(INS)=0.2各项误差达到最小,有效减小了NLOS误差对定位结果的影响,显著提高了定位系统的鲁棒性和可靠性。相较于单一UWB或INS定位方法,提出的融合定位方法在提升定位精度、抑制路径偏移上具有积极作用。 展开更多
关键词 贝叶斯估计 超宽带(uwb) 惯性导航系统(INS) 融合定位 方法改进
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轨道交通巡检机器人UWB定位方法研究 被引量:4
18
作者 刘晓卉 郭文浩 耿明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第4期184-189,共6页
轨道交通基础设施巡检机器人进行病害巡检作业时,应满足精确定位需求。这里采用基于时间到达(Time of Arrive,TOA)的超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位方法,提出了一种基于轨道约束的级联定位算法,通过最小二乘法获得机器人估计位置并作... 轨道交通基础设施巡检机器人进行病害巡检作业时,应满足精确定位需求。这里采用基于时间到达(Time of Arrive,TOA)的超宽带(Ultra Wide Band,UWB)定位方法,提出了一种基于轨道约束的级联定位算法,通过最小二乘法获得机器人估计位置并作为初始值,用轨道约束条件对定位误差进行Taylor展开,迭代求解出精确位置。仿真分析显示,应用基于轨道约束的UWB定位算法,巡检机器人在视距环境下定位精度可达10cm。通过地铁轨道区间的典型应用场景验证,巡检机器人定点及连续运动的定位精度优于20cm,可面向轨道交通巡检机器人的定位工程应用。 展开更多
关键词 地铁 uwb定位 试验研究 巡检机器人
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UWB测距误差建模及其长期改正精度研究 被引量:1
19
作者 崔晓航 李得海 +5 位作者 赵春梅 秘金钟 吴文坛 陈永立 王洪杰 王维帅 《导航定位学报》 北大核心 2025年第1期30-38,60,共10页
针对超宽带(UWB)技术室内高精度定位测距易受信号往返时延测量误差影响的问题,研究UWB测距误差建模及其长期改正精度:构建UWB测距误差模型,并利用建模系数研究跨天、周、季UWB测距误差改正效果;然后提供不同模型的建模精度和不同跨天间... 针对超宽带(UWB)技术室内高精度定位测距易受信号往返时延测量误差影响的问题,研究UWB测距误差建模及其长期改正精度:构建UWB测距误差模型,并利用建模系数研究跨天、周、季UWB测距误差改正效果;然后提供不同模型的建模精度和不同跨天间隔下的改正精度。实验结果表明:原始UWB测距值经过系统误差建模后精度可提升约3倍,二次多项式建模精度略优于一次多项式;利用模型系数跨天、周、季改正UWB测距误差,模型改正后测距精度可提升2~3倍,且一次多项式和二次多项式改正精度无显著差异;随着跨天间隔增加,利用模型系数跨天改正UWB测距的残差中误差未出现一致增大趋势;利用模型系数对长期定位实验测距误差进行补偿改正,改正前后定位精度变化与测距误差改正前后一致,验证了误差改正模型对定位精度提升的有效性。 展开更多
关键词 超宽带(uwb)技术测距 误差分析 误差建模 二次多项式 多期改正
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基于高速成像检测与BiLSTM-KF算法的UWB定位校准模型 被引量:3
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作者 王相勋 韩晓坤 +2 位作者 李杰 荆根强 高耀 《公路交通科技》 北大核心 2025年第5期52-61,共10页
【目标】为提高超宽带(UWB)定位技术在运动车辆定位及轨迹检测中的可靠性,解决UWB定位技术在复杂、高速运动场景下精度不足的问题,提出了一种融合高速成像检测与改进卡尔曼滤波算法的UWB车辆运动轨迹校准模型。【方法】该模型以高速相... 【目标】为提高超宽带(UWB)定位技术在运动车辆定位及轨迹检测中的可靠性,解决UWB定位技术在复杂、高速运动场景下精度不足的问题,提出了一种融合高速成像检测与改进卡尔曼滤波算法的UWB车辆运动轨迹校准模型。【方法】该模型以高速相机视频分析为基础,通过AprilTag目标检测算法提取车辆图像坐标,经单消失点VWL标定方法转换至世界坐标系,形成可用于车辆动态位置校准的参考值序列。同时,结合双向长短时记忆网络(BiLSTM)自主学习运动目标的状态转移函数,利用从车辆轨迹数据中提取的动态特征构建可学习网络,实现对车辆运动状态的动态学习,最终通过改进的KF算法对UWB定位的车辆运动轨迹进行校准和预测。为验证所提出的校准模型在优化UWB车辆运动轨迹定位精度方面的有效性,利用高速相机和UWB定位系统同时采集了不同速度下的车辆运动数据。【结果】试验结果表明,通过模型校准后的UWB定位数据与标准值的平均绝对误差缩小为0.0192 m,有效提高了UWB的动态定位精度。【结论】所提出的BiLSTM-KF算法和UWB定位校准模型,实现了UWB动态定位误差的自适应补偿,可有效提高UWB定位系统的准确性和可靠性。 展开更多
关键词 交通计量 uwb定位校准 BiLSTM-KF 车辆轨迹 KF算法 VWL相机标定 AprilTag检测
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