动态环境下UWB测距的NLOS影响分析与优化

• 作者: 谢飞 周敬龙 李文锋 张强
• 来源期刊: 武汉理工大学学报
• 学科: 工学
• 关键词: UWB测距 NLOS误差 ADS-TWR 卡尔曼滤波 动态环境
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 机电与信息工程|Mechatronics and Information Engineering
• 页码范围: 80-87
• 页数: 8页
• 分类号: TN925
• 语种: 中文
• DOI: 10.3963/j.issn.1671-4431.2022.01.012

摘要

针对动态环境下超宽带(Ultra Wide Band,UWB)测距易受到非视距(Not Line of Sight,NLOS)因素影响的问题,基于非对称双边双向测距(Asymmetric Double-Sided Two-Way Ranging,ADS-TWR)算法设计实验以探究常见NLOS因素(钢板、人体、木板)对UWB测距的影响.实验结果表明:NLOS对测距的影响程度不仅与遮挡物性质有关,还与其位置相关,在1.6 m范围内越靠近UWB节点,NLOS误差越显著,超过1.6 m后测距结果在一定程度上能够满足测距需求;在节点间距动态变化过程中出现NLOS因素时,测距输出值变化速率显著增大.根据分析所得动态NLOS误差特征,提出一种NLOS快速判断方法,设计自适应状态更新方程的卡尔曼滤波消减NLOS影响,经实验验证可提升50％以上的测距精度.