Interiérový lokalizační systém pro autonomní prostředky s využitím technologie Ultra-Wideband

Abstract

Tato práce představuje inovativní přístup v oblasti interiérové lokalizace pro autonomní pozemní vozidla se zaměřením na její dlouhodobou přesnost a spolehlivost. Systém je založený na fúzi ultra wide-band technologie, inerciální měřící jednotky a odometrie. Realizace je uskutečněna jako inerciální navigační systém zpětnovazebně řízený rozšířeným Kalmanovovým filtrem s oddylkovým modelem. Navržený systém je implementován na robotickou platformu CART2 a experimentálně ověřen na několika testovacích scénárií ve dvou různých vnitřních prostředích. Výsledky ukazují, že systém dosahuje přesnosti v pozici až 10 cm a v orientaci jednotek stupňů. Systém splňuje požadavky pro jeho využití v praktických nasazeních, kde je vyžadována vysoká přesnost a spolehlivost.

This thesis proposes a novel approach in indoor real-time localization of autonomous ground vehicles and aims to ensure its accuracy, repeatability and reliability in the long term. The system is based on Ultra Wide-Band technology, an Inertial Measurement Unit and odometry. An integration scheme using an Error state Extended Kalman filter in a closed-loop fashion is employed for the realization of this approach. Evaluation is based on real data obtained from various testing scenarios in two different environments using the proposed aided inertial navigation system integrated on the CART2 robotic platform. The results show that the system can achieve a positioning precision within 10 cm and a few degrees in attitude. The system meets the requirements for practical conditions and seems viable for indoor localization with high accuracy and precision demands.