Sistema de posicionamento acoplado estreito visual-inercial-magnético adaptativo

FU Peng ,  

WAN Zhenhua ,  

WANG Kunfeng ,  

ZHAO Kaichun ,  

摘要

Para resolver o problema da falta de informação de rumo absoluto e da divergência de atitude no sistema de navegação visual inercial combinado, e para melhorar ainda mais a precisão do posicionamento do sistema, foi projetado e implementado um sistema de posicionamento acoplado estreitamente visual-inercial-magnético adaptativo em ambiente de campo magnético desconhecido. Baseando-se no princípio de calibração conjunta dos parâmetros internos e externos do magnetômetro triaxial comumente utilizado, foi proposto um método para construir resíduos de restrições globais e entre quadros da informação magnética terrestre. Através do ajuste dinâmico do peso de fusão com base nas diferenças de intensidade magnética e utilizando um método de otimização não linear, foi projetado um sistema de acoplamento estreito visual/inercial/magnético para realizar a estimação do estado de movimento próprio. Finalmente, experimentos ao ar livre foram realizados em ambiente de campus universitário. Os resultados experimentais mostram que o sistema pode operar de forma estável em ambientes com interferência magnética de alguns edifícios e veículos, com precisão de posicionamento inferior a 0,8 % (RMSE), redução média do erro de posição de aproximadamente 24 % em comparação com o VINS, e boa capacidade de tempo real. A introdução do magnetômetro e do método de fusão adaptativa pode melhorar efetivamente a performance de posicionamento dos sistemas de navegação visual inercial existentes, fornecendo resultados de localização em tempo real de alta confiabilidade para sistemas não tripulados.

关键词

navegação combinada;campo magnético terrestre;sistema adaptativo;otimização não linear

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