基于图优化和EKF的UWB组合定位算法

来源：电子测量技术杂志2022年第23期北京时间：

作者：易颂轩，高伟强，刘建群，郭俊权，刘 达

单位：1.广东工业大学机电工程学院，广州 510006;2.佛山科莱机器人有限公司，佛山 528225

摘要：针对超宽带(UWB)技术受电气转换时间延迟，天线延迟以及基站间时间同步等因素的影响而导致UWB传感器的测量值存在误差的问题，本文提出一种基于图优化和EKF的UWB组合定位算法，首先使用EKF算法得到定位初值，接着构建包含UWB测距误差的目标函数，然后通过图优化算法求解使整个定位过程UWB总体测距误差最小的基站位置，然后将求解的基站位置代入EKF算法进行第二次计算，得到更为精确的定位结果，最后应用Mean-Shift算法对定位结果进行聚类分析。实验结果表明：本文提出算法相对于EKF算法和最小二乘法，水平定位精度平均提高了27%和38%，而且得到的目标运动轨迹平滑性远优于传统定位算法。

关键词：超宽带;室内定位;图优化;扩展卡尔曼滤波;Mean-shift聚类

基金资助：广东省重点实验室项目（2017B030314178）；广东省联合培养研究生示范基地（粤教研函[2021]2号）