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Un enfoque acoplado estrechamente de odometría UWB/rueda basado en UKF dinámico para posicionamiento en interiores

Autores: Liu, Ang; Wang, Jianguo; Lin, Shiwei; Kong, Xiaoying

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2024

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Acceso abierto

Artículo científico
2024

Un enfoque acoplado estrechamente de odometría UWB/rueda basado en UKF dinámico para posicionamiento en interiores


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Eléctrica y Electrónica

Palabras clave

Ultra ancho de banda
Posicionamiento en interiores
Odometría
No línea de visión
Anclas UWB
RMSE

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 43

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La precisión a nivel de centímetros del Ultra-wideband (UWB) ha atraído una atención significativa en el posicionamiento en interiores. Sin embargo, la precisión del posicionamiento UWB se ve gravemente comprometida por condiciones de no línea de visión (NLOS) que surgen de entornos interiores complejos. Por otro lado, la odometría es ampliamente aplicable a robots con ruedas debido a su confiable precisión a corto plazo y alta frecuencia de muestreo, pero sufre de desviación a largo plazo. Este documento propone un método de fusión estrechamente acoplado con un Filtro de Kalman Unscented Dinámico (DUKF), que utiliza la odometría para identificar y mitigar los efectos de NLOS en las mediciones de UWB. La Dilución Horizontal de la Precisión (HDOP) se introdujo para evaluar el impacto de la distribución geométrica entre los robots y los anclajes UWB en la precisión del posicionamiento UWB. Ajustando dinámicamente los parámetros del UKF basados en la condición de NLOS, los valores de HDOP y el estado de movimiento del robot, el método propuesto logra excelentes resultados de posicionamiento UWB en un entorno severo de NLOS, lo que permite el posicionamiento UWB incluso cuando solo está disponible un anclaje UWB en línea de visión (LOS). Los resultados experimentales bajo condiciones severas de NLOS demuestran que el sistema propuesto logra un Error Cuadrático Medio de la Raíz (RMSE) de aproximadamente 7.5 cm.

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