基于改进贝叶斯估计的矿井巷道UWB和INS融合定位方法
包建军1
徐成2
邢震3
张蓉3
1.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工集团常州研究院有限公司,江苏常州 213015;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,江苏常州 213015;天地(常州)自动化股份有限公司,江苏常州 2130152.煤炭科学研究总院,北京 100013;中煤科工集团常州研究院有限公司,江苏常州 213015;天地(常州)自动化股份有限公司,江苏常州 2130153.中煤科工集团常州研究院有限公司,江苏常州 213015;煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室,江苏常州 213015;天地(常州)自动化股份有限公司,江苏常州 213015
摘要：为了规避单一定位方法在煤矿井下巷道环境中的劣势,实现超宽带(UWB)与惯性导航系统(INS)的优势互补,提高井下导航定位的精度,在处理不一致的观测数据时,提出了基于改进贝叶斯估计的融合定位方法,通过引入不一致性因子来调整似然函数中的方差,从而更准确地反映数据的不确定性.通过仿真试验中设计了视距(LOS)和非视距(NLOS)两种环境下的对比试验,评估了改进方法在不同环境下的效果参数.结果表明,视距环境下UWB定位误差保持在0.5 m内,表现出良好的精度和稳定性,INS误差持续增大,最大误差达到了 2.9 m;非视距环境下UWB最大误差达到2.3 m,而INS误差并未出现明显变化;通过贝叶斯估计的方法对两种定位方法融合后,在非视距环境下最大误差降低到0.9 m,且不同权重系数对误差也有一定影响,fUWB=0.8、fINS=0.2各项误差达到最小,有效减小了 NLOS误差对定位结果的影响,显著提高了定位系统的鲁棒性和可靠性.相较于单一 UWB或INS定位方法,提出的融合定位方法在提升定位精度、抑制路径偏移上具有积极作用.
关键词：贝叶斯估计超宽带(UWB)惯性导航系统(INS)融合定位方法改进
分类号：TD76(矿山安全与劳动保护)
资助基金：天地科技创新创业资金专项重点项目(2023-TD-ZD005-004)江苏省科技成果转化专项(BA2022040)
论文发表日期：2025-12-31
在线出版日期：2026-01-29（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 42-47,56 )
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