无人机GPS/SINS/Vision组合导航技术

摘要：

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.

关键词：无人机、GPS/SINS/Vision组合导航、可观测性、姿态估计

所属期刊栏目：19

分类号：U666.1(船舶工程)

资助基金：“十一五”国防预研基金项目51325050203

在线出版日期：2012-01-15（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：457-461