3D LiDAR辅助GNSS NLOS抑制用于城市峡谷中可靠的GNSS-RTK定位
机器人学
2022-12-13 v1
摘要
GNSS与LiDAR里程计互为补充，分别提供绝对与相对定位。二者以松耦合方式集成简便，但在城市峡谷中受GNSS信号反射挑战。近期提出的3D LiDAR辅助（3DLA）GNSS方法利用点云地图识别GNSS信号的非视距（NLOS）接收。这有助于GNSS接收机获得改善的城市定位，但未能达到亚米级。GNSS实时动态（RTK）利用载波相位测量获得分米级定位。在城市区域，GNSS RTK不仅受多径和NLOS影响测量的挑战，还受建筑物信号遮挡之苦。后者给载波相位测量中的模糊度解算带来困难。换言之，模糊度分辨率（AR）的模型可观测性大幅降低。本文提出利用从累积3D点云地图（PCM）中选取的LiDAR地标生成虚拟卫星（VS）测量。这些LiDAR-PCM生成的VS测量与GNSS伪距和载波相位测量紧耦合。因此，VS测量可提供互补约束，即在沿街横向提供低仰角测量。实现采用因子图优化，在将浮点解送入LAMBDA前求解精确的模糊度浮点解。所提方法的有效性已通过在我们近期开源的具有挑战性数据集UrbanNav上的评估得到验证。结果显示所提3DLA GNSS RTK的固定率约为30%，而常规GNSS-RTK仅约14%。此外，所提方法在多数挑战性城市区域采集的数据中实现了亚米级定位精度。
引用
@article{arxiv.2212.05477,
title = {3D LiDAR Aided GNSS NLOS Mitigation for Reliable GNSS-RTK Positioning in Urban Canyons},
author = {Xikun Liu and Weisong Wen and Feng Huang and Han Gao and Yongliang Wang and Li-Ta Hsu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2212.05477},
year = {2022}
}