GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法的研究

发布时间：2021-11-25 06:25

　　导航定位算法是载体实现运动控制和路径规划的基础环节。针对在信号遮挡、电子对抗等环境中GPS定位精度下降问题,本文提出GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法,并设计实验验证算法定位精度、稳定性、平稳连续性、鲁棒性及环境适应能力。论文主要工作和贡献如下:（1）研究了 Visual/INS融合导航算法理论知识。针对IMU、GPS与图像采集频率不一致的问题,提出多传感器数据异步处理算法,建立IMU运动学传播方程及其线性化Jacobian矩阵,并计算了运动学残差。针对视觉SLAM算法定位漂移现象,通过联立重投影误差和运动学残差方程构建优化目标泛函,并引入列文伯格-马奎尔特（LM）算法解算相机位姿。（2）针对GPS异常状态下定位精度下降的问题,提出GPS/Visual/INS多传感器融合导航算法。首先基于EKF算法融合GPS、IMU数据,其滤波输出作为新图像帧初始位姿,应用于视觉SLAM算法的特征匹配及图优化过程,以提高特征匹配准确度,改善光线不均匀等环境的视觉SLAM适应能力。然后在GPS/Visual/INS融合导航算法中引入图优化过程,联合多帧图像、多个时刻传感器数据建立优化目标泛... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１大疆无人机具有航迹规划、避险功能??随着科学技术的飞速发展，对运动目标的定位精度、鲁棒性和稳定性要求越??

目前室外空旷环境的定位跟踪Ｗ?ＧＰＳ／ＩＮＳ组合导航算法为主，基于视觉??（Ｖｉｓｕａｌ）和激光雷巧的ＳＬＡＭ算法则成为室巧导航技术的研究热点。??在高楼大厦、街道之间Ｗ及存在电子干扰的环境下（图１．５显示的是多旋翼??实际飞行过程遇到的电子干扰现象），ＧＰＳ星数Ｗ及定位精度因子（ＰＤＯＰ）等值??会明显受影响，导致ＧＰＳ／ＩＮＳ组合导航算法的定位跟踪能为大幅降低。??３??

但激光雷达缺点是价格昂贵，高达数十万元的造价严重影响ＬＡＭ的发展运用。??身?－－?－飄??片Ｉ，??图１．３百度无人鸾软车??视觉ＳＬＡＭ技术成本较低，需要的设备也少，成为目前ＳＬＡＭ研究热点觉ＳＬＡＭ技术分为单目视觉（Ｍｏｎｏ?ＳＬＡＭ）、双目视觉Ｗ及民ＧＢＤ，结合导航器件进行研究也是ＳＬＡＭ研究热点之一。??


本文编号：3517585