Un enfoque de fusión de acoplamiento laxo de banda ultra ancha y odometría de rueda para localización en interiores
Autores: Liu, Ang; Lin, Shiwei; Wang, Jianguo; Kong, Xiaoying
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Un enfoque de fusión de acoplamiento laxo de banda ultra ancha y odometría de rueda para localización en interiores
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ultra ancho de banda
Posicionamiento interior
Errores NLOS
Mecanismo de fusión
Sensor de odómetro
Fusión Dinámica de Dimensiones
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 39
Citaciones: Sin citaciones
Los sistemas de banda ultra ancha (UWB) prometen una precisión a nivel de centímetros para la posicionamiento en interiores, sin embargo, siguen siendo susceptibles a errores de no línea de visión (NLOS) debido a entornos interiores complejos. Se introduce un mecanismo de fusión que integra el UWB con un sensor odómetro para abordar este desafío y lograr una alta precisión de posicionamiento. Se aplica un método de ventana deslizante para identificar eficazmente los anclajes NLOS. La posición modificada solo con UWB tiene un error promedio inferior a 13 cm con un RMSE de 16 cm. Luego, se diseña un enfoque acoplado de manera flexible llamado Fusión de Dimensiones Dinámicas (DDF) para mitigar los errores acumulativos del odómetro que logran un error promedio notable y un RMSE por debajo de 5 cm, notablemente superior a las técnicas de fusión establecidas del filtro de Kalman insípido (UKF). DDF utiliza datos de UWB para corregir el error de dirección unidimensional del odómetro cuando el robot se mueve en línea recta y para corregir tanto la dirección como la distancia en dos dimensiones cuando el robot está girando. Evaluaciones experimentales exhaustivas en el mundo real subrayan la eficacia y robustez de este enfoque novedoso.
Descripción
Los sistemas de banda ultra ancha (UWB) prometen una precisión a nivel de centímetros para la posicionamiento en interiores, sin embargo, siguen siendo susceptibles a errores de no línea de visión (NLOS) debido a entornos interiores complejos. Se introduce un mecanismo de fusión que integra el UWB con un sensor odómetro para abordar este desafío y lograr una alta precisión de posicionamiento. Se aplica un método de ventana deslizante para identificar eficazmente los anclajes NLOS. La posición modificada solo con UWB tiene un error promedio inferior a 13 cm con un RMSE de 16 cm. Luego, se diseña un enfoque acoplado de manera flexible llamado Fusión de Dimensiones Dinámicas (DDF) para mitigar los errores acumulativos del odómetro que logran un error promedio notable y un RMSE por debajo de 5 cm, notablemente superior a las técnicas de fusión establecidas del filtro de Kalman insípido (UKF). DDF utiliza datos de UWB para corregir el error de dirección unidimensional del odómetro cuando el robot se mueve en línea recta y para corregir tanto la dirección como la distancia en dos dimensiones cuando el robot está girando. Evaluaciones experimentales exhaustivas en el mundo real subrayan la eficacia y robustez de este enfoque novedoso.