[发明专利]基于KF/FIR和LS-SVM融合的INS/UWB组合导航算法及系统

权利要求书

1.基于KF/FIR和LS-SVM融合的INS/UWB组合导航算法，其特征在于，包括：

以惯性导航器件IMU的误差向量和各UWB参考节点的东向和北向位置作为状态量，以惯性导航器件IMU测量得到的目标行人的东向和北向位置之误差作为系统观测量构建INS/UWB松组合导航模型；

当UWB信号可用时，KF/FIR滤波器正常工作，为组合导航系统提供导航信息的最优预估，同时，将INS解算的位置信息与KF/FIR滤波器给出的INS位置误差的最优预估分别作为LS-SVM算法的输入和培训目标，通过培训构造INS位置与位置误差的映射关系；

一旦UWB信号不可用，利用INS位置与位置误差的映射关系对INS位置误差进行预估，并对INS的解算误差进行补偿，最终得到当前时刻的行人最优的位置信息；

所述KF/FIR滤波器中KF算法的性能评估方法为：计算信道质量评价指标D_k，判断D_k与门限door的关系，如果D_k＜door，则信道质量正常，反之，则信道质量差，引入FIR滤波器；

所述KF/FIR滤波器的观测方程为：

其中，为k时刻惯性器件IMU解算的东向和北向位置；为k时刻UWB解算的东向和北向位置；为k时刻INS测量得到的导航坐标系下目标行人的东向和北向两个个方向的速度误差；为k时刻导航坐标系下目标行人的东向和北向两个个方向的位置误差；v_k为观测噪声；为k时刻INS东向位置误差的观测值、为k时刻INS北向位置误差的观测值。

2.如权利要求1所述的基于KF/FIR和LS-SVM融合的INS/UWB组合导航算法，其特征在于，所述惯性导航器件IMU固定在目标行人足部，UWB参考节点预先布置在位置已知的导航环境中，UWB目标节点固定在目标行人身上。

3.如权利要求1所述的基于KF/FIR和LS-SVM融合的INS/UWB组合导航算法，其特征在于，惯性导航器件IMU的误差向量和各UWB参考节点的东向和北向位置的初值根据实际需要自行设定。

4.如权利要求1所述的基于KF/FIR和LS-SVM融合的INS/UWB组合导航算法，其特征在于，所述KF/FIR滤波器的状态方程为：

其中，分别为k时刻和k-1时刻INS测量得到的导航坐标系下目标行人的东向和北向两个个方向的速度误差；分别为k时刻和k-1时刻导航坐标系下目标行人的东向和北向两个个方向的位置误差；ω_k为状态噪声；T为采样周期。