Д.В. Царегородцев1, Р.С. Куликов2, В.Д. Семенов3, Т.А. Бровко4

1,2,4 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)

1 ООО «Эвокарго» (Москва, Россия)

3 ООО «Яндекс Беспилотные Технологии» (Москва, Россия)

Постановка проблемы. В настоящее время в связи с активным развитием локальной навигации основное внимание в этой области уделяется мониторингу персонала в целях сбора статистики, обеспечения санкционированного доступа в помещения и контроля их безопасности, а также навигации сервисных и промышленных роботов. Кроме того, актуальной становится задача высокоточного позиционирования отдельных частей тела человека для сфер медицины, спорта, кинематографа, виртуальной реальности и контроля безопасности персонала в зонах работы с повышенным риском для здоровья. При этом требования по точности и темпу выдачи решений существенно разнятся в зависимости от сферы внедрения. Для решения возникающих задач используется относительно большое число технологий: лидары, ультразвуковые датчики, Wi-Fi/Bluetooth, сверхширокополосные (СШП) радиотехнические системы, инерциальные навигационные системы, одометры и т.д. Отличительной особенностью применения СШП-радиодальномеров для решения задач локальной навигации является использование сверхкоротких импульсных сигналов, что позволяет исключить существенное влияние переотражения при многолучевом распространении сигнала.

Цель. Представить способ калибровки антенных задержек в СШП-локальных навигационных системах.

Результаты. Предложен способ калибровки задержек распространения сигнала в СПШ-радиодальномерах, вызванных прохождением антенно-фидерного тракта. Проведены измерения дальности предложенным способом. Показано, что при использовании данного способа для калибровки задержек, вызванных прохождением сигнала антенно-фидерного тракта любых СШП-радиодальномеров, отличие будет заключаться только в модели измерения дальностей. Выполнена оценка координат в локальных навигационных системах, построенных на основе СПШ-радиодальномеров.

Практическая значимость. Предложенный метод калибровки в сравнении с известным аналогом, предлагаемым производителем устройств Decawave, позволяет существенно упростить методику проведения измерений и сократить требуемое для этого время, число необходимых измерений для выборки и, как следствие, уменьшить вычислительную сложность.

Царегородцев Д.В., Куликов Р.С., Семенов В.Д., Бровко Т.А. Калибровка антенных задержек в сверхширокополосных локальных навигационных системах // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 9. С. 51−56. DOI: https://doi.org/10.18127/j00338486-202209-06

1. ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования. Изд. 4-е, перераб. и доп. / Под ред. А.И. Перова, В.Н. Харисова. 2010. 800 с.
2. Перов А.И. Статистическая теория радиотехнических систем. 2003. 400 с.
3. Decawave LLC, «APS011 application note sources of error in dw1000 based two-way ranging (TWR) schemes». 2014
4. Decawave LLC, «APS014 application note antenna delay calibration of DW1000-based products and systems».
5. Mannay K., Benhadjyoussef N., Machhout M., Ureña J. Location and Positioning Systems: Performance and comparison - 2016. 4th International Conference on Control Engineering & Information Technology (CEIT). 2016. Р. 1-6. DOI: 10.1109/CEIT.2016.7929105.
6. Hasan, Hameedah & Hussein, Mohamed & mad saad, Shaharil & Mat Dzahir, Mohd Azuwan. An Overview of Local Positioning System: Technologies, Techniques and Applications. International Journal of Engineering and Technology (UAE). 2018. № 7.
   Р. 1-5. DOI: 10.14419/ijet.v7i3.25.17459.
7. Petukhov N., Chugunov A., Zamolodchikov V., Tsaregorodtsev D., Korogodin I. Synthesis and Experimental Accuracy Assessment of Kalman Filter Algorithm for UWB ToA Local Positioning System. 3rd International Youth Conference on Radio Electronics, Electrical and Power Engineering (REEPE). 2021. Р. 1-4. DOI: 10.1109/REEPE51337.2021.9388007.
8. Benzerrouk H., Nebylov A.V. Robust IMU/UWB integration for indoor pedestrian navigation. 2018 25th Saint Petersburg International Conference on Integrated Navigation Systems (ICINS). 2018. Р. 1-5. DOI: 10.23919/ICINS.2018.8405844.