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基于改进ESKF的UWB-IMU无人农业机器人精准定位技术

文献类型: 中文期刊

作者: 李明华;陈思;黄晨;龙拥兵;闫晓静;陈天恩;魏明吉;毛罕平;杨宁

作者机构:

关键词: 超宽带;惯性导航测量单元;非视距;无人农业机器人;误差状态卡尔曼滤波算法;协同定位

期刊名称:中国农业科技导报(中英文)

ISSN: 1008-0864

年卷期: 2025 年 27 卷 12 期

页码:

收录情况: 北大核心(2023版) ; ; CSCD(2025-2026年度) ; ; 科技核心(2024版) ; ; 农林核心(2024版)

摘要: 针对无人农业机器人在复杂作业环境中因频繁非视距(non line of sight,NLOS)通信导致超宽带(ultrawide band,UWB)定位系统量测波动大、精度低的问题,提出一种改进误差状态卡尔曼滤波(error-state Kalman filter,ESKF)的UWB与惯性导航单元(inertial measurement unit,IMU)紧耦合定位技术。首先,采用非对称双面双向测距法结合线性拟合校准优化UWB量测数据,设计基于改进的均值滤波算法剔除离群值;其次,基于改进ESKF框架实现UWB-IMU协同定位,利用IMU状态预测信息构建自适应因子,动态调整量测噪声协方差矩阵以削弱NLOS误差影响;最后,搭建四轮无人农业机器人平台,在典型NLOS农业场景下进行静态及动态目标定位试验验证。结果表明,在动态轨迹跟踪中,相较于纯UWB和传统EKF算法,总体定位精度分别提升53.38%和25.15%。该方法在复杂遮挡环境下具有良好的鲁棒性,可为无人农业机器人实现高精度自主导航定位提供技术支撑。

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  • 相关文献

[1]农业复杂场景下多机器人协同SLAM研究进展与展望. 马楠,曹姗姗,白涛,孔繁涛,孙伟. 2024

[2]基于UWB-IMU的设施园艺移动平台组合定位方法. 丁俊杰,许成果,罗志涛,郑恩来,陈凤,章永年,施印炎,沈成,汪小旵. 2024

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