[發明專利]UWB與慣導融合的室內導航系統

在審

• 申請號: 201811250138.1
• 申請日: 2018-10-25
• 公開（公告）號: CN108981720A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 查富生;王鵬飛;陳諾;郭偉;李滿天
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01C21/20
• 分類號: G01C21/20;G01C21/16
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 畢雅鳳

1.UWB與慣導融合的室內導航系統，其特征在于，在移動機器人上設置四個UWB標簽、慣導和激光雷達，在移動機器人的運行環境中布置四個UWB基站；通過UWB基站、UWB標簽和移動機器人之間的幾何約束關系，獲取移動機器人的位姿；利用擴展卡爾曼濾波將獲取的移動機器人位姿與慣導獲得的位姿進行融合，獲得移動機器人的全局位姿；再將全局位姿代替導航系統中利用里程計獲得的位姿，與激光雷達數據進行融合定位。

2.根據權利要求1所述的UWB與慣導融合的室內導航系統，其特征在于，慣導設置在移動機器人本體的X軸方向，與移動機器人前進方向相同。

3.根據權利要求1所述的UWB與慣導融合的室內導航系統，其特征在于，通過UWB基站、UWB標簽和移動機器人之間的幾何約束關系，獲取移動機器人的位姿的具體過程為：

步驟1、四個UWB基站向四個UWB標簽發送電磁波信息；

步驟2、每個UWB標簽接收四個UWB基站的電磁波信息后，通過飛行時間分別計算每個UWB標簽和四個UWB基站之間的距離；

步驟3、根據每個UWB標簽和四個UWB基站之間距離的約束關系，建立超定方程，通過高斯牛頓迭代法求解每個UWB標簽的位置；

步驟4、獲得四個UWB標簽的位置后，根據UWB標簽與移動機器人位姿之間的幾何約束關系建立超定方程；

步驟5、根據高斯牛頓迭代法求解移動機器人的位姿。