Resolução de atitude SHKF para navegação combinada luz polarizada/MIMU com supressão da aceleração de movimento

JIN Rencheng ,  

PEI Sen ,  

ZHOU Zijian ,  

LIU Chen ,  

ZHANG Ran ,  

摘要

Quando um drone é afetado por alta aceleração de movimento, a proporção das informações de saída do acelerômetro relacionadas à aceleração gravitacional efetiva reduz na navegação combinada, e o sensor de luz polarizada apresenta oscilações. O estudo foca no estabelecimento preciso do modelo de resolução do ângulo de atitude. Primeiro, é introduzida a navegação combinada com sensor de luz polarizada, apresentando o princípio de orientação da navegação por luz polarizada. Em seguida, um algoritmo em cascata para resolução de atitude é construído com base no método Gauss-Newton de vetor duplo e no filtro de Kalman Sage-Husa (SHKF), observando as informações de atitude do drone com base em múltiplos sensores. Finalmente, após analisar a precisão das medições do acelerômetro sob influência da aceleração de movimento, é proposto um fator de confiança para resolver o impacto da aceleração de movimento na resolução da atitude. O algoritmo pode suprimir os efeitos da aceleração de movimento gerada por drones em alta velocidade. Para verificar a viabilidade do algoritmo, foram realizados experimentos na plataforma de navegação combinada luz polarizada/unidade de medição inercial miniatura (MIMU), e os resultados mostraram uma melhora de aproximadamente 30% em comparação com os algoritmos PI e EKF em ambientes estáticos e dinâmicos, além de suprimir o deslocamento de atitude causado pela adição de aceleração não gravitacional. Isso melhora a precisão da resolução da atitude do drone sob aceleração de movimento e assegura o voo normal do drone.

关键词

sensor de luz polarizada;supressão da aceleração de movimento;resolução de atitude;drone;navegação combinada

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