一种基于因子图优化的室内UWB-IMU融合轨迹跟踪系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于因子图优化的室内UWB‑IMU融合轨迹跟踪系统及方法，属于UWB室内定位技术领域。该系统运用多阶段处理框架，具体如下：首先，借助无线通信系统采集信道脉冲响应及距离信息，并构建动态环境感知机制，实时评估当前信道状态以及各基站的可用性；其次，针对NLOS环境下可用基站的测距值，利用历史信息进行补偿，对于不可用基站的测距值，则采用时间步长进行估算和修正；最后，通过SW‑FGO算法对UWB测距数据、IMU惯性信息以及基站状态信息进行协同优化，以确保定位稳定，降低障碍物遮挡与多径效应对轨迹跟踪精度的不利影响。本发明专利技术提供了一种结合UWB与IMU优势的融合定位系统，可实现目标运动轨迹的跟踪，适用于大多数LOS和NLOS室内混合场景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于uwb室内定位领域，特别是涉及一种基于因子图优化的室内uwb-imu融合轨迹跟踪系统及方法。

技术介绍

1、超宽带(ultra-wide band,uwb)技术是一种利用纳秒级脉冲信号的无线定位技术，通过测量脉冲信号在发送端与接收端之间的传播时间实现高精度的距离估计。该技术的核心原理是利用超宽频带的短脉冲，在时域上具有极高分辨率，从而有效区分直达路径与多径信号，实现亚米级甚至厘米级的定位精度。其主要优势包括高精度、高抗干扰能力、低功耗、低发射功率和强穿透性。然而，在视距(line of sight,los)和非视距(non-lineof sight,nlos)混合环境中，uwb信号易受到信号遮挡和多径效应的影响，从而导致定位精度下降。

2、惯性测量单元(inertial measurement unit,imu)作为一种高精度的传感器设备，无需外部信号依赖，具有自主性强、响应速度短时精度高等优势，但同时也存在累计误差的问题。因此，单独依赖umb或imu进行室内定位各自存在一定的不足，将uwb与imu进行融合已成为提高室内定位精度和本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于因子图优化的室内UWB-IMU融合轨迹跟踪系统及方法，其特征在于，包含UWB基站阵列、移动标签、无线数据通信模块和数据处理单元；所述基站阵列由3个UWB基站组成，分布在XOY平面矩形区域的三个顶点，呈三角形结构布设；所述基站和移动标签用于采集识别所需的信道状态信息CIR和测距数据以及跟踪所需的惯性数据；所述无线数据通信模块用于设备和终端之间的数据传输；所述数据处理单元用于数据处理和定位解算；系统以未布设基站的矩形顶点为原点建立导航坐标系；移动标签在基站的测量覆盖范围内运动，并同步采集IMU数据；为实现系统部署与数据采集，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种基于因子图优化的室内uwb-imu融合轨迹跟踪系统及方法，其特征在于，包含uwb基站阵列、移动标签、无线数据通信模块和数据处理单元；所述基站阵列由3个uwb基站组成，分布在xoy平面矩形区域的三个顶点，呈三角形结构布设；所述基站和移动标签用于采集识别所需的信道状态信息cir和测距数据以及跟踪所需的惯性数据；所述无线数据通信模块用于设备和终端之间的数据传输；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢良波，殷慧丽，杨小龙，聂伟，王勇，周牧，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：