| 基于卡尔曼滤波的四轴飞行器成像、惯性和高度组合导航 |
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| 引用本文： | 邹强,付超,莫申童.基于卡尔曼滤波的四轴飞行器成像、惯性和高度组合导航[J].传感技术学报,2019,32(1):1-7. |
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| 作者姓名： | 邹强 付超 莫申童 |
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| 作者单位： | 天津大学微电子学院, 天津 300072;天津市物联网国际联合研究中心, 天津 300072;天津市成像与感知微电子技术重点实验室, 天津 300072;天津大学青岛海洋技术研究院, 山东 青岛 300072;天津大学微电子学院, 天津 300072;天津市物联网国际联合研究中心, 天津 300072 |
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| 基金项目： | 国家科技支撑计划项目(30249)、青岛科技支撑专项项目(１17-3-3-90-nsh)、住建部科学技术计划项目(2017-K8-028)、天津建设系统软课题研究项目(2018E6-0009) |
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| 摘 要： | 为了提高四轴飞行器在非结构化、室内和GPS失效环境下的导航精度,本文提出一种用于四轴飞行器的成像、惯性和高度组合导航。首先对四轴飞行器搭载的摄像机进行了标定,获取了摄像机的内外参数。其次设计了着陆标志为标准参照物,以及着陆标志识别方案。再利用卡尔曼滤波器融合视觉、惯性测量系统和超声波测距仪的数据,通过相似三角形定理估计飞行器的相对高度,利用视觉测程法估计飞行器位置和位移速度。最后验证组合导航的有效性,用成像、惯性与高度组合导航实验平台依次进行了相对高度估计实验、平移速度和相对位置估计实验,实验测试表明:在高度估计实验中,组合导航能够很好的描述四轴飞行器的飞行高度估计;在平移速度估计实验中,卡尔曼滤波器估计的速度估计值很平滑;相对位置估计实验中,四轴飞行器的x方向位置保持在原点附近,y方向位置保持在-1.0 m附近,高度位置的最大误差在0.3 m之内。
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| 关 键 词： | 四轴飞行器 组合导航 视觉识别 卡尔曼滤波 |
Imaging,Inertial and Altitude Integrated Navigation for Quadrotor Based on Calman Filter |
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| ZOU Qiang,FU Chao,MO Shentong.Imaging,Inertial and Altitude Integrated Navigation for Quadrotor Based on Calman Filter[J].Journal of Transduction Technology,2019,32(1):1-7. |
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| Authors: | ZOU Qiang FU Chao MO Shentong |
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| Affiliation: | (School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin 300072,China;Tianjin International Joint Research Center for Internet of Things,Tianjin 300072,China;Tianjin Key Laboratory of Imaging and Sensing Microelectronic Technology,Tianjin 300072,China;Qingdo Insuitute Ocean Engineering of Tianjin University,Qingdao Shandong 300072,China) |
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| Abstract: | ZOU Qiang;FU Chao;MO Shentong(School of Microelectronics,Tianjin University,Tianjin 300072,China;Tianjin International Joint Research Center for Internet of Things,Tianjin 300072,China;Tianjin Key Laboratory of Imaging and Sensing Microelectronic Technology,Tianjin 300072,China;Qingdo Insuitute Ocean Engineering of Tianjin University,Qingdao Shandong 300072,China) |
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| Keywords: | quadrotor integrated navigation visual recognition kalman filtering |
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