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一种改进的巡视器惯性/视觉组合导航模型
  • ISSN号:1000-758X
  • 期刊名称:《中国空间科学技术》
  • 时间:0
  • 分类:O31[理学—一般力学与力学基础;理学—力学]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(61233005),航天科技创新基金(10300002012117003),新世纪优秀人才支持计划(NCET-11-0771),国家留学基金(CSC201303070248)资助项目
中文摘要:

在传统的以惯性与视觉相对运动参数差为观测量的惯性/视觉组合导航模型中,为了得到简单的观测矩阵,惯性相对旋转四元数与平台失准角之间的函数关系往往通过近似处理得到。但当航向角较大时,该近似处理的误差很大,不可忽略。为解决该问题,文章提出了一种不需该近似处理的改进的观测量误差分析方法,并建立了改进的观测模型。该方法利用含误差的惯性姿态已知的特点,得到了更精确的惯性相对旋转四元数误差表达式,减少了Kalman滤波中惯性与视觉相对旋转差的状态模型预测误差。月面仿真和地面试验表明该改进方法相比传统方法可实现更高的导航精度,其中位置精度提高达68%。

英文摘要:

The INS/VNS integrated navigation is an important autonomous navigation method for lunar rovers. Traditional INS/VNS integrated navigation methods which utilize the relative motion differences between the inertial and the vision as measurements, usually make an approximation between the inertial attitude errors and the misalignment angle to simplify the relative rotation measurement model. However, the approximation error can exceed the misalignment angle when the head is large, which cannot be ignored. To solve this problem, a new measurement error analysis method was presented which can avoid the approximation in traditional method, and build the corresponding improved measurement model. The known inertial attitude which contains error utilized to get more accurate error expression of relative inertial rotation quaternion, and reduce the forecast error of relative rotation difference between the inertial and the vision. Both of the Moon-based simulation and the Earth-based experiment demonstrate that the presented method is effective and can achieve higher accuracies of positions and attitudes than the traditional one, in which the position accuracy has improved 68%from 0. 456% to 0. 143% in the Earth-based experiment.

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期刊信息
  • 《中国空间科学技术》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航天科技集团公司
  • 主办单位:中国空间技术研究院
  • 主编:侯深渊
  • 地址:北京市海淀区知春路82号北京空间科技信息研究所
  • 邮编:100086
  • 邮箱:zgkj1981@163.com
  • 电话:010-68745321 62542333
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-758X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1859/V
  • 邮发代号:82-595
  • 获奖情况:
  • 1991年获首届国防科技期刊三等奖,1997年获第二届期刊评比二等奖,2001年入选“中国期刊方阵”并进入“双百”期刊,2008年被评为中国精品科技期刊,2010年获优秀国防科技情报期刊成果三等奖,被EI检索正式收录
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4318