农业机械学报

作者：解开婷，张兆国，王法安，朱时亮，许熙晨，张炅昊

单位：昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,昆明理工大学,

关键词：农业机械;协同定位算法;超宽带;WLS-HDS-TWR;多边测距

基金：国家重点研发计划项目（2022YFD2002004）

针对室内全球导航卫星系统（Global navigation satellite system，GNSS）信号受遮挡时，农用车辆协同定位精度低、稳定性差、信号丢包等问题，本文开展面向超宽带（Ultra?wideband，UWB）调频技术的室内外农用车辆协同定位算法研究。首先，搭建三基站多边测距定位模型，实现主基站绝对位置标定以及辅助基站绝对位置坐标的变换求解；其次，提出全质心加权最小二乘的高速双边双向（Weighted least squares high double sided two-way ranging，WLS-HDS-TWR）农机协同定位算法，基于泰勒级数展开的WLS估计算法，求解主车位置。同时，提出面向室内环境的多状态基站组合的UWB定位模块布设模式，并验证其可行性；通过飞行时间法（Time of flight，TOF）获取主从车距离信息，融合GNSS标定位置信息、主车坐标信息以及测距信息，实现主从车协同定位。最后，基于Prescan/Simulink搭建联合仿真平台，验证提出算法的可靠性；通过农用履带车辆开展室内及室外协同定位实车试验，试验结果表明：全质心WLS-HDS-TWR协同定位算法可有效解决室内GNSS信号缺失问题，室内环境下，定位精度较HDS-TWR及全质心LS-HDS-TWR算法分别提高26.98%和22.03%，满足智能农机协同定位作业需求。

来源：2024年第7期

《农业机械学报》期刊编辑部

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