下一代室内导航：VLP/INS 集成在动态环境中提供强大的定位功能

快速阅读: 据《Newswise （新闻稿）》最新报道，武汉大学和深圳大学的研究人员开发了一种紧密耦合的可见光定位（VLP）与惯性导航系统（INS）集成的导航系统。该系统通过图优化实时估计接收器倾斜度并检测信号阻塞，实现精准定位和灵活适应动态环境。实验结果显示，系统平均定位精度达10厘米，阻塞检测成功率达100%。该技术适用于移动机器人、无人机和可穿戴设备，有望推动智能工厂和智能家居的发展。

新思惟网——室内定位系统（IPS）对于从机器人和无人机到增强现实的广泛应用至关重要。尽管传统技术如WiFi和蓝牙在精度方面往往不足，但可见光定位（VLP）因其高精度和较低的基础设施成本而成为一种有前景的替代方案。然而，VLP系统也有其自身的局限性，例如易受信号阻塞的影响以及接收器倾斜度变化对其准确性的影响。这些挑战在接收器方向频繁变化的动态环境中尤为突出。鉴于这些问题，对更强大、更具适应性的室内导航系统的需求比以往任何时候都更加迫切。一项于2025年3月3日发表在《卫星导航》杂志上的最新研究（DOI：10.1186/s43020-025-00158-9），来自武汉大学和深圳大学的研究人员展示了他们的突破：一个紧密耦合的VLP/惯性导航系统（INS）集成导航系统。这一创新系统利用图优化实时估计接收器的倾斜度并检测信号阻塞，同时估算未知发光二极管（LED）的位置，使其在预映射不可行的实际场景中具有高度适用性。

该研究的关键创新在于VLP和INS的无缝融合，结合两者的优点来解决各自系统的固有限制。通过使用图优化，系统能够高效处理光电二极管（PD）倾斜度的变化，并在运行过程中检测光阻塞。一种新颖的阻塞检测技术确保只使用未被阻断的接收信号强度（RSS）测量值，即使在频繁信号中断的环境中也能保持连续导航。此外，系统能够估算未知LED的位置——例如在动态变化的环境中——进一步增强了其灵活性和准确性。

实验测试显示了系统的卓越性能，一组实现了平均10厘米的定位精度和100%的阻塞检测成功率。另一组达到了11.5厘米的精度，突显了该系统在移动机器人和无人驾驶飞行器（UAVs）等严苛应用中的实际潜力。“这个紧密耦合的VLP/INS系统代表了室内导航技术的重大飞跃，”该研究的通讯作者袁壮博士说。“通过解决倾斜度变化和信号阻塞的关键挑战，我们开发了一种不仅提高精度而且在动态、真实环境中的性能更加可靠的技术。”

这项开创性研究的意义深远，特别是在需要高精度室内导航的领域。凭借其适应动态倾斜度和克服信号阻塞的能力，该系统特别适合用于移动机器人、无人机和可穿戴设备。在工业环境中，它可以显著提高自动引导车（AGVs）和机器臂的效率，提供准确可靠的定位。由于PD和LED的小型化和低成本特性，它为机器人领域的同步定位与地图构建（SLAM）提供了另一种解决方案。随着室内定位需求的不断增长，这项技术有望成为智能工厂、智能家居和其他物联网应用的基石。

(以上内容均由Ai生成)