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IMU/UWB Sensorfusion für die Indoor-Positionierung von fahrbaren Plattformen

Dieser Beitrag ist in der zfv 6/2016 erschienen.

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Zusammenfassung: 

Zur Positionsbestimmung beweglicher Objekte in über­bauten Arealen existieren bereits kommerzielle Systeme auf Basis verschiedener Signalarten. Neben der Ortung durch WLAN, Infrarot oder Bluetooth bestehen dabei auch Lösungen mittels Ultra Wide Band (UWB). Aufgrund von Signalabschattung sind jedoch – analog zur Positionsbestimmung mit GNSS – direkte Sichtverbindungen zwischen Sender und Empfänger notwendig, was die Lokalisierung in unübersichtlichen Innenraumumgebungen nur durch Sensorfusion möglich macht. Zur komplementären Ergänzung der oben genannten Technologien auf Basis der Beobachtung absoluter Geometrie eignen sich Inertialsensoren. Diese prädizieren Position, Geschwindigkeit und Orientierung autonom mit hoher Frequenz. Aufgrund von Sensordrifts und Integrationsfehlern ist jedoch für einen Langzeiteinsatz die Stützung mit einem externen System notwendig.
In diesem Beitrag wird die Integration einer Inertial Measurement Unit (IMU) mit einem kommerziellen UWB-System zur Indoor-Positionierung einer fahrbaren Plattform beschrieben. Angestrebt wird dabei eine Genauigkeit von unter einem Meter­.

Summary: 

For realising positioning of moving objects inside overbuilt areas, several approaches exist, based on WLAN, infrared, Bluetooth or ultra wide band (UWB). However, because of multipath fading and attenuation only line-of-sight (LoS) scenarios between emitter and receiver can be realized. Focusing on localisation in unclear areas, integration of several sensors is necessary. Therefore, an inertial sensor predicts high-frequency position, velocity and orientation. However, because of sensor drifts and integration errors the prediction has to be supported by an external system. This contribution focuses on IMU/UWB sensor fusion for localisation of a wheeled platform inside built-over areas.

DOI: 
10.12902/zfv-0134-2016