仪器仪表学报

作者：曹 波，朱万洁，姜春霞，张 华，李 蒙

单位：曹 波,1. 安徽科技学院机械工程学院,,朱万洁,1. 安徽科技学院机械工程学院,,姜春霞,1. 安徽科技学院机械工程学院,,张 华,1. 安徽科技学院机械工程学院,,李 蒙,2. 安徽工业大学机械工程学院,

关键词：超宽带;移动式农业设备;变分卡尔曼滤波;定位精度;泰勒级数算法

基金：安徽省科技厅自然科学面上项目 ( 2308085ME150)、安徽省教育厅重点项目( 2022AH051636)、滁州市人才项目( JXWD202201,881208)资助

设施内移动农业设备的精准定位是农业智能化、无人化发展的关键。针对设施内GPS拒止环境下农业设备的定位问题,提出利用超宽带(UWB)系统构建设施内移动农业设备的导航定位系统。为了提高移动农业设备的定位精度,提出利用变分卡尔曼滤波(VBKF)对UWB系统的4个测量距离进行平滑处理,提高测量距离的估计精度,采用全质心定位算法(CPA)求解目标节点的位置坐标;为了进一步提高定位精度,利用改进的泰勒级数优化算法(TSA)对VBKF-CPA方法的定位结果进行优化处理。以移动机器人为实验平台,利用UWB系统在室内开展了动静态模拟实验,验证所提方法的有效性。实验结果表明,VBKF-CPA-TSA算法能提升目标节点的定位精度,获得较稳定的定位结果,x轴、y轴、z轴的平均误差由0.085、0.071、0.064m减小为0.034、0.032、0.028m,平均估计精度分别提高了60%、54.9%、56.3%;VBKF-CPA-TSA算法的动态定位轨迹更逼近真实轨迹,表明所提定位算法能提高设施内UWB系统的定位精度,该方法为设施内GPS拒止环境中移动农业设备的定位提供新方法。

来源：2023年第10期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

查看仪器仪表学报杂志2023年第10期