摘要
为了解决在无人机检测换流器阀厅时遇到的全球导航卫星系统信号不可用、密集金属设备干扰、阀塔遮挡以及单传感器定位精度不足等问题，本文提出了一种考虑视距限制的激光雷达与超宽频段技术融合定位方法。该方法利用激光雷达测距功能提供连续的局部运动约束，同时借助超宽频段技术提供全局距离约束。通过分析无人机、超宽频段定位节点以及阀厅内障碍物之间的几何关系，可以评估每条超宽频段连接路径的视距限制风险，并在最终融合优化之前动态调整相应的测距方差。为避免过度推广仿真结果，本研究侧重于定位层建模与基于仿真的验证，而非在实际带电的阀厅环境中进行飞行测试。在分组式套管阀厅场景中，所提出的方法实现的均方根误差为0.30米，平均误差为0.29米，P95误差为0.43米，最大误差为0.48米，相比常规的激光雷达与超宽频段技术融合方法，其均方根误差降低了50.0%。此外，通过在不同轨迹、定位节点布局、定位节点安装误差以及障碍物密度条件下的蒙特卡洛测试，进一步验证了该加权机制的稳定性。实验结果表明，该方法能够有效抑制激光雷达的累积漂移，减少在无全球导航卫星系统信号的金属室内环境中超宽频段技术视距测距带来的影响，不过在工程应用之前，仍需在带电电磁环境下对实际换流器阀厅进行飞行测试。
