基于UWB的LSM-Taylor级联车辆定位算法

许秀峰， 蒲家坤， 周爱国， 杨思静， 魏榕慧

(同济大学 机械与能源工程学院，上海 201804)

智能驾驶汽车需要高精度的稳定定位信息，以满足各场景的应用需求，如碰撞预警、并线等[1-2]。除了常见的室外定位场景外，自动驾驶要求在室内场景(如地下车库、隧道等)也能得到精确的车辆位置，从而实现全方位的高精度定位。无线定位利用无线通信和测量参数(幅度、传输时间、相位角和到达角等)确定车辆位置，主要用于室内定位。常见的无线定位技术包括超声波定位、蓝牙定位、射频识别定位、WiFi定位、ZigBee定位和超宽带(Ultra Wideband，UWB)定位等。

UWB是一种以极低的功率在短距离内进行高速传输的无线技术，具有速率高、功耗低、测距精度高等特点[3]。发送机在发射无线信号时，将分散信号加载到宽频带中，然后接收机接收并还原这些信号，同时产生扩频增益。UWB信号自身抗干扰性强且不会干扰其他设备上的无线信号。

UWB定位技术在国外的发展较早，且已有不少学者对其进行了深入的研究。Maalek等[4]研究了UWB定位技术在施工现场次优条件下的定位性能，进行了一系列的实验，通过控制变量来模拟每种场景对UWB定位性能的影响。Zhou等[5]提出了一种高精度的远距离UWB定位算法，以Cramer-Rao下界为设计工具解决了测距信息融合的问题，并研究了到达时间差(Time Difference of Arrival,TDOA)定位系统中基于相关测距信息的锚点最佳几何分布算法。我国从1999年开始研究UWB技术的应用，2003年国家“863”计划开启了东南大学、清华大学、中国科技大学等国内高校的自主研发高潮[6]。……