MAV组合导航系统研究

admin · 发表于 2023-10-3 12:12:29

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雅宝题库解析：
针对微小型飞行器自主导航的应用需求，本论在充分考虑其自身机载资源的情况下，提出了一种视觉/惯性全自主组合导航方案。提出了一种视觉航路跟踪算法，通过在前视图像中自适应合理选择特征点，利用摄影变换中简比不变性的约束，实现了依据任意方向视觉图像进行航路信息恢复，有效克服了单目图像无法确定绝对航向的题目。建立了较完善的异常处理机制，可以有效处理图像采集异常、航路移出视野等情况。基于SURF算法大幅度提高了航路匹配速度。提出了一种基于四元素的视觉/惯性组合航姿模型，针对观测方程的非线性特点，分别采用扩展卡尔曼滤波和无迹滤波算法完成模型的解算推导。通过对多种情况下的模拟飞行实验数据处理，证明组合导航可有效抑制惯导误差积累，在采用低精度MEMS惯性系统的情况下，实现了组合航姿系统长时间精度无误差累积，同时姿态估计精度与稳定性也优于单纯视觉导航。提出了一种无依托系统级惯性元件标定算法，通过简化误差参数模型，充分利用惯导自身量测信息，以当地重力矢量、地球自转角速度为约束变量，引入非线性最小二乘寻优策略来实现零偏等关键参数标定，经实验仿真后加速度计零偏的辨识精度可达到1e-5g，陀螺仪的零偏精度达到1e-3°/h。标定后的惯性器件可以提供更精确的静基座初始对准航向角。完成地平线提取算法的DSP嵌入式移植，通过优化代码提高处理速度，目前可达到3帧/s；UKF算法实现ARM平台移植，经测试功能正常；并提出视觉惯性数据同步保障方案。

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