超宽带双向测距测量的校准与不确定性表征

超宽带 系统在室内定位中正变得越来越流行，其测距测量是通过测量无线电信号的飞行时间来获得的。然而，测距测量通常存在系统性误差或偏差，必须对其进行校正以实现高精度定位。本文提出了一种测距协议以及一种鲁棒且可扩展的天线延迟校准流程，以准确高效地校准多个 UWB 标签的天线延迟。此外，测量的偏差和不确定性被建模为接收信号功率的函数。使用配备了各 2 个 UWB 标签的 3 架飞行机器人的实验训练数据展示了完整的校准流程，随后在 2 次测试实验中进行了评估。然后在实验测试数据上构建了定位问题，并将校准后的测量值及其建模的不确定性输入到扩展卡尔曼滤波器 (EKF) 中。结果表明，所提出的校准方法使定位精度平均提高了 46%。最后，本文附有一个开源的 UWB 校准 Python 库，可在 https://github.com/decargroup/uwb_calibration 获取。