基于分布式组合滤波INS/UWB行人导航系统及方法

专利主权项内容

1.一种基于分布式组合滤波INS/UWB行人导航系统，其特征在于，包括惯性导航器件、伪距检测单元、无线数据传输系统和数据处理系统；所述惯性导航器件，用于测量行人的导航信息，所述导航信息包括位置、速度和姿态信息；所述伪距检测单元，用于获取伪距信息：所述无线数据传输系统，与惯性导航器件和伪距检测单元相连，用于将惯性导航器件和伪距检测单元所采集的数据通过无线传输传递到数据处理系统中，并将数据处理系统发送的控制命令传递到所述惯性导航器件中；所述数据处理系统：具有分布式组合滤波器，所述分布式组合滤波器包括EKF扩展卡尔曼滤波器和EFIR扩展有限脉冲响应滤波器，根据当前无线通信信道的通信质量选择上述分布式组合滤波器中的一种用于对采集到的数据进行数据融合估计，并向惯性导航器件发送控制命令；所述分布式组合滤波器包括在各无线通信信道中设置子组合滤波器，子组合滤波器的结果再发送至主滤波器，根据主滤波器的结果和惯性导航器件测量的结果得到当前时刻的目标行人最优的位置信息；具体为：在第i个无线通信信道中，检测当前通信信道的通信质量，根据当前无线通信信道的通信质量选择分布式组合滤波器中的一种用于对采集到的数据进行数据融合估计，得到当前无线通信信道、当前时刻的目标行人的导航信息最优估计，将各无线通信信道中的得到的最优估计再进行数据融合估计，得到目标行人最优位置信息的误差预估，将惯性导航器件采集到的目标行人位置信息与所述目标行人最优位置信息的误差预估相减，得到当前时刻的目标行人最优的位置信息；无线通信信道中扩展卡尔曼滤波器/扩展有限脉冲响应滤波器中扩展卡尔曼算法的迭代方程为：其中，无线通信信道的通信质量检测方法为：首先计算无线通信信道的质量评价指标：在此基础上，判断与门限door的关系，如果/>则信道质量正常，反之，则信道质量差，进入扩展有限脉冲响应滤波器；无线通信信道中扩展卡尔曼滤波器/扩展有限脉冲响应滤波器中有限脉冲响应滤波算法的迭代方程为：m＝k-N+1，s＝m+M-1for 1＝m+M：k doend for主滤波器的迭代方程为：