[发明专利]一种室内定位方法、导航方法及系统

说明书

本申请实施例提供了一种室内定位方法、导航方法及系统，用以解决现有技术中累计误差/非视距误差大的问题。该方法应用于自动导引运输车AGV，AGV包括主控制器、惯性导航系统INS和至少2个UWB电子标签，包括：主控制器从INS获取第一定位数据和第一姿态数据，并分别从至少两个超宽带UWB电子标签中获取UWB电子标签与各UWB基站间的距离数据；利用获取到的距离数据确定AGV的第二定位数据和第二姿态数据；采用卡尔曼滤波器对第一和第二定位数据、第一和第二姿态数据进行自回归数据处理，得到最优定位数据和最优姿态数据。利用本定位方法可获得准确的定位数据获得导航信息,能够使用较为廉价的器件得到理想的导航精度。

技术领域

本申请涉及分析及测量控制技术领域，尤其涉及一种室内定位方法、导航方法及系统。

背景技术

目前，AGV的(Automated Guided Vehicle，自动导引运输车)引导方式主要分为固定路径引导和自由路径引导，固定路径引导包括：电磁引导、磁带引导和光学引导等，目前固定路径引导方式以及较成熟，成本也相对较低，尤其是磁带引导方式应用最为广泛。

固定路径引导AGV虽然有着技术成熟、可靠性高、成本较低等优点，但其缺点也是十分突出的。柔性程度较差是其主要劣势之一，AGV只能沿着磁带等固定路径运行，改变路线需要重新铺设引导介质。且铺设的引导介质往往因人员走动、货车及AGV本身碾压而破损，不及时更换就会造成AGV无法正常运行。此外还有安装复杂，需要破坏地面等缺点。

因此，自由路径引导方式成为目前AGV的主要研究方向，目前室内AGV自由路径引导方式包括：惯性导航系统(Inertial Navigation System，INS)引导和视觉引导。

INS通过惯性导航器件(包括陀螺仪和加速度计)来间接测量AGV的位姿坐标。由于计算是对加速度及角度的积分，因此会产生累计误差，而导引的精度和可靠性与惯性导航器件的制造精度及其后续信号处理密切相关，成本也随着器件的制造精度提高。

视觉引导是实时获取行驶路径周围的图像数据，通过图像处理与存储的图像数据库数据进行匹配确定当前位置，图像处理的数据量较大，对于控制器要求较高，而且图像数据易受环境光等因素干扰，稳定性得不到保障。

此外，UWB(Ultra Wide Band，超宽带)定位技术目前被应用于GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)导航失效的室内环境，其优点在于隐蔽性好、截获率低、处理增益高、多径分辨能力强、传输速率高、系统容量大、功耗低等，但是测距信号易受周围环境影响，特别是非视距传播(Non-Line of Sight,NLOS)很大程度上降低了系统的定位精度。

综上所述，INS引导方式存在累计误差，高精度INS器件成本高，UWB定位方式存在非视距误差大的问题。

发明内容

本申请实施例提供一种室内定位方法、导航方法及系统，用以解决现有技术中INS引导方式存在累计误差，高精度INS器件成本高，UWB(超宽带)定位方式存在非视距误差大的问题。

一种室内定位方法，应用于自动导引运输车AGV，所述AGV包括主控制器、惯性导航系统INS和至少2个UWB电子标签，所述方法包括：

主控制器从INS获取第一定位数据和第一姿态数据，并分别从至少两个超宽带UWB电子标签中获取UWB电子标签与各UWB基站间的距离数据；

利用获取到的距离数据确定AGV的第二定位数据和第二姿态数据；

采用卡尔曼滤波器对第一定位数据、第二定位数据、第一姿态数据和第二姿态数据进行自回归数据处理，得到最优定位数据和最优姿态数据。

一种室内导航方法，应用于自动导引运输车AGV，所述AGV包括主控制器、惯性导航系统INS、至少UWB电子标签和差速轮控制器，所述方法包括：