【精彩论文】电力作业场景中一种高效的UWB和IMU融合定位算法

观点凝练

摘要：在电力作业场景等复杂环境中，超宽带（UWB）定位存在非直达情况（NLOS）性能下降严重的问题，利用UWB与惯性测量单元（IMU）融合可以改善定位精度，但IMU的测量存在误差累积，需要精确的UWB测量校正。对NLOS条件进行准确的鉴别和利用有助于定位精度的提升。提出一种基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的UWB/IMU融合算法，利用电力作业场合中UWB测量分布性质来判定NLOS条件，并进行误差的缓解，有效提升NLOS条件下的定位精度。由于该算法不需要对环境有先验知识，也不需要进行IMU校正等操作，可用性较好。理论和实验结果表明，该算法的性能优于其他基线系统。
结论：本文针对UWB定位受NLOS条件影响严重的问题，提出一种高效的UWB/IMU融合EKF定位算法，利用LOS和NLOS定位残差的分布差异来触发NLOS条件下EKF参数更新机制，通过IMU短时运动状态测量来补偿UWB测距的短间丢包/错误/失效，利用LOS条件下UWB不存在累计误差的特性补偿IMU的比例误差、零点误差。实验结果表明，即使UWB存在较为恶劣的NLOS情况下，算法也可以有效改善定位效果，定位精度始终可以满足电力系统的应用需求。

引文信息

尹康涌, 梁伟, 杨吉斌, 等. 电力作业场景中一种高效的UWB和IMU融合定位算法[J]. 中国电力, 2021, 54(8): 83-90.YIN Kangyong, LIANG Wei, YANG Jibin, et al. An efficient positioning algorithm based on UWB and IMU fusion in electric power operation scenes[J]. Electric Power, 2021, 54(8): 83-90.欢迎点击文后“阅读原文”跳转期刊官网，获取更多信息！

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编辑：杨彪审核：方彤

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