基于变中心最大熵CQKF 的WiFi/IMU 组合定位方法
2021-10-13张丽杰郝利军李志宇
张丽杰,郝利军,李志宇
(1. 内蒙古工业大学 电力学院,呼和浩特 010051;2. 内蒙古机电控制重点实验室,呼和浩特 010051)
0 引言
随着人们对个人位置的关注,个人导航定位的需求逐渐从室外扩展到室内。基于无线保真(wireless fidelity, WiFi)网络的无线定位具有成本低、可实现性强和速度快等优点,但由于WiFi信号不稳定,其无法满足高精度定位需求。以惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)为传感器的惯性导航是一种不依赖于外界信息、也不向外部辐射能量的自助式导航方式,具有短期动态性能好、数据更新率高、可全天侯和全时间工作等优点。利用WiFi 和IMU 在定位中的互补性,可构成精度更高的组合定位系统,近年来基于WiFi 和IMU 的组合定位技术,已成为导航领域的研究热点之一[1]。
滤波估计算法是影响多传感器组合定位精度的关键因素,已有研究人员将卡尔曼滤波(Kalman filter, KF)[2]、容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filter, CKF)[3]用于室内组合定位,CKF 具有比KF更高的滤波精度[4]。针对CKF 在非高斯条件下性能不稳定的问题,文献[5]将最大熵(maximum correntropy, MC)准则引入CKF 中,对量测噪声进行实时估计,滤波精度比CKF 更高,但由于MC准则以零中心高斯核函数为基础,对于非高斯噪声且相关熵非零均值的情况,该准则的稳态性下降。为此,文献[6]提出了变中心(variable center,VC)最大熵准则,将其用于自适应滤波算法中,以提高滤波算法的性能。另外,文献[7]将高斯-拉盖尔(Gauss-Laguerre)准则引入CKF 中,提出容积积分卡尔曼滤波(cubature quadrature Kalman filter, CQKF),解决了CKF 在求取径向积分时只保留一阶项导致滤波精度不高的问题。
针对行人室内定位环境复……
