农业植保无人机变结构线性滚动时域估计器研究

摘要：

植保无人机的惯导数据输出频率最高可达8 kHz,而常用GPS输出频率最高只有10 Hz,会导致位置估计器的数据源之间存在延时问题.为此设计了一种处理延时测量值的变结构线性滚动时域估计器(Variable structure linear-Moving horizon estimator,VSL-MHE).首先将多传感器测量数据进行序列化;然后通过线性索引来确定排列项中无数据的坐标,根据该坐标对代价函数中权重矩阵进行更新,从而改变估计器结构;最后通过VSL-MHE估计植保无人机位置.在室内测试中,通过OptiTrack向植保无人机发送模拟GPS信号,输出频率范围为2～20 Hz.将VSL-MHE估计的位置、MHE估计的位置和循环迭代扩展卡尔曼滤波器(Circular iterated extended Kalman filter,CIEKF)估计的位置分别与OptiTrack获取的精确位置做对比,结果表明,VSL-MHE的位置最大偏差小于CIEKF和MHE的位置最大偏差.在室外40 m×30 m范围的飞行测试中,VSL-MHE的航线位置最大偏差小于CIEKF和MHE的位置最大偏差,验证了该算法的有效性.

关键词：植保无人机、多传感器、滚动时域估计器、位置估计器

所属期刊栏目：50

分类号：S252+.9;TP212.9(农业航空)

资助基金：国家自然科学基金项目61601382

在线出版日期：2019-11-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：116-123