中国惯性技术学报
中國慣性技術學報
중국관성기술학보
JOURNAL OF CHINESE INERTIAL TECHNOLOGY
2011年
4期
457-461
,共5页
无人机%GPS/SINS/Vision组合导航%可观测性%姿态估计
無人機%GPS/SINS/Vision組閤導航%可觀測性%姿態估計
무인궤%GPS/SINS/Vision조합도항%가관측성%자태고계
针对无人机GPS/SINS组合导航系统中航向角误差可观测性差的问题,提出了一种无人机GPS/SINS/Vision组合导航方法.使用无人机搭载的摄像机获取周围景物的图像序列,通过跟踪图像序列中提取的特征点,利用极几何约束获得其间摄像机的位移信息,将测量到的位移信息融合到GPS/SINS组合导航系统中,构成GPS/SINS/Vision组合导航系统.通过观测位置误差、速度误差和摄像机位移在像平面上的投影误差,建立组合导航误差状态卡尔曼滤波器,估计导航系统的误差状态,并根据估计结果对导航系统状态进行修正.推导了滤波器状态方程和测量方程,使用Simulink对算法进行仿真验证,在水平姿态角偏差为10°左右、航向角偏差为20°左右的初始条件下,水平姿态角误差和航向角误差均能快速收敛,水平姿态角误差在10s后收敛到1°左右,航向角误差20s后收敛到2°以内.仿真实验表明,该方法能有效提高无人机姿态角估计的速度和精度.
針對無人機GPS/SINS組閤導航繫統中航嚮角誤差可觀測性差的問題,提齣瞭一種無人機GPS/SINS/Vision組閤導航方法.使用無人機搭載的攝像機穫取週圍景物的圖像序列,通過跟蹤圖像序列中提取的特徵點,利用極幾何約束穫得其間攝像機的位移信息,將測量到的位移信息融閤到GPS/SINS組閤導航繫統中,構成GPS/SINS/Vision組閤導航繫統.通過觀測位置誤差、速度誤差和攝像機位移在像平麵上的投影誤差,建立組閤導航誤差狀態卡爾曼濾波器,估計導航繫統的誤差狀態,併根據估計結果對導航繫統狀態進行脩正.推導瞭濾波器狀態方程和測量方程,使用Simulink對算法進行倣真驗證,在水平姿態角偏差為10°左右、航嚮角偏差為20°左右的初始條件下,水平姿態角誤差和航嚮角誤差均能快速收斂,水平姿態角誤差在10s後收斂到1°左右,航嚮角誤差20s後收斂到2°以內.倣真實驗錶明,該方法能有效提高無人機姿態角估計的速度和精度.
침대무인궤GPS/SINS조합도항계통중항향각오차가관측성차적문제,제출료일충무인궤GPS/SINS/Vision조합도항방법.사용무인궤탑재적섭상궤획취주위경물적도상서렬,통과근종도상서렬중제취적특정점,이용겁궤하약속획득기간섭상궤적위이신식,장측량도적위이신식융합도GPS/SINS조합도항계통중,구성GPS/SINS/Vision조합도항계통.통과관측위치오차、속도오차화섭상궤위이재상평면상적투영오차,건립조합도항오차상태잡이만려파기,고계도항계통적오차상태,병근거고계결과대도항계통상태진행수정.추도료려파기상태방정화측량방정,사용Simulink대산법진행방진험증,재수평자태각편차위10°좌우、항향각편차위20°좌우적초시조건하,수평자태각오차화항향각오차균능쾌속수렴,수평자태각오차재10s후수렴도1°좌우,항향각오차20s후수렴도2°이내.방진실험표명,해방법능유효제고무인궤자태각고계적속도화정도.
