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動作捕捉系統用于室内組合定位技術研究

近年來,随着人們對室内位置服務的需求不斷增加,高精度室内定位技術成為定位領域的研究熱點。然而,單一定位技術往往難以滿足要求。許多學者将慣性導航系統(Inertial Navigation System,INS)與無線定位技術如 WiFi、藍牙、UWB (Ultra-Wide Band,UWB)等組合,通過兩種或以上技術之間的優勢互補,提高系統的定位精度,增強其穩定性和環境适應性。

哈爾濱工業大學的研究人員以無人車為定位載體,對基于超寬帶(UWB)和慣性導航系統(INS)的室内組合定位技術進行研究,旨在充分發揮 UWB 定位精度高和 INS 自主定位的優勢,有效克服 UWB 在非視距環境下定位性能較差和 INS 具有累積誤差的局限。

為了驗證明際應用中UWB/INS 組合定位技術相對 UWB、INS 單一定位技術的優勢以及 EKF、聯邦 EKF、UKF、抗差自适應 UKF 的可行性,比較不同組合方式和不同濾波算法的定位精度,研究人員在室内 NLOS 環境下開展 UWB/INS 組合定位實驗,并在實驗場地中布置了NOKOV度量動作捕捉系統。

動作捕捉系統用于室内組合定位技術研究

在動捕系統的場地範圍内布置基站,基站位于同一平面,連線近似為正方形,在基站上粘貼反光辨別點利用動捕系統擷取四個基站的位置。同時将粘貼反光辨別點的 UWB 标簽固定在無人車上,利用動捕系統捕捉剛體的姿态。

動作捕捉系統用于室内組合定位技術研究
動作捕捉系統用于室内組合定位技術研究

由于 NOKOV度量動捕系統的定位精度最高可達亞毫米級别,本文将動捕系統的定位結果作為衡量定位精度的參考值,利用其擷取的載體運動資料生成 IMU仿真資料。NOKOV度量動捕系統支援通過 VRPN 向連接配接标簽的電腦廣播資料,連接配接标簽的電腦可以通過 ROS 實時同步訂閱 UWB 的測距資料和動捕系統捕捉的載體運動資料,解決了兩個系統之間的時間同步問題。

動作捕捉系統用于室内組合定位技術研究

參考文獻:

[1]劉麗.基于UWB/INS的室内組合定位技術研究[D].哈爾濱工業大學,2021.DOI:10.27061/d.cnki.ghgdu.2021.001231.

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