Робастная плотно связанная UWB‑ODO‑инерционная навигация в сложных внутренних помещениях

В сложных внутренних помещениях ультраширокополосная (UWB) технология обеспечивает непрерывное абсолютное позиционирование, однако её точность часто ухудшается из‑за помех от сигналов вне прямой видимости (NLOS). Мы предлагаем робастную систему UWB‑одометр (ODO)‑инерционной навигации под названием MODR‑UOINS для обеспечения высокоточного позиционирования колесных роботов. Наблюдения нескольких датчиков плотно объединены в рамках фильтра Калмана с многостанными ограничениями (MSCKF), что позволяет эффективно управлять историческими состояниями. Метод снижает деградацию точности за счёт полного использования краткосрочной точности одометрии ODO/INS, особенно при разрежённом размещении базовых станций. Введён также робастный алгоритм многовременной детекции и отбраковки выбросов (MODR) на основе RANSAC (random sample consensus) для эффективного обнаружения и удаления NLOS‑выбросов. В частности, высокоточные краткосрочные относительные позы, получаемые из одометрии ODO/INS, используются для оценки согласованности многовременных UWB‑дистанций. Эксперименты показывают, что MODR‑UOINS обеспечивает точность позиционирования 0.1 м в условиях открытой прямой видимости (LOS) и 0.15 м в сложных внутренних NLOS‑условиях. Кроме того, MODR‑UOINS достигает точности около 0.17 м даже при наличии лишь двух UWB‑базовых станций, демонстрируя повышенную робастность.