基于IMU和两信标节点的高精度概率推测定位系统

宋述鹏　陈雪晨　王大强　毕　扬　冯　峥　王鹏宇

(1.中山大学电子与信息工程学院　广东广州　510275；2.华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司　安徽滁州　239000)



基于IMU和两信标节点的高精度概率推测定位系统

宋述鹏1陈雪晨1王大强2毕扬2冯峥2王鹏宇2

(1.中山大学电子与信息工程学院广东广州510275；2.华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司安徽滁州239000)

摘要：传统的定位系统需要3个或3个以上的环境节点到未知节点的距离信息帮助定位，而在很多恶劣多变的环境中，这一前提往往难以得到满足。提出运用一个惯性测量单元和两个环境节点传感器(信标节点)对未知的移动传感器节点实现定位。两个环境节点与移动节点共同属于Cricket系统，该系统利用射频信号和超声波信号在空气中传输速度的不同，通过测量两种信号到达时间的差值去获得环境节点和位置节点之间的距离估计。提出首先根据固定在未知节点上的惯性测量单元的测量输出和上一时刻的最优估计位置，估计出未知节点当前时刻的位置，根据惯性测量系统测量噪声模型，可以推断出未知节点当前时刻的真实位置在此估计位置为中心的某区域内。再根据未知节点与两个环境节点的估计距离，通过仿真测量噪声模型，利用最小均方估计和最大后验估计算法，最终分别得到未知节点的最优估计位置和次优估计位置。仿真和实验表明了本算法的有效性和鲁棒性。

关键词：定位惯性测量单元到达时间差最小均方估计最大后验估计