[发明专利]一种惯性/视觉智能化组合导航方法

摘要

本发明提供了一种惯性/视觉智能化组合导航方法，当导航专家系统接收到导航信息以及异常检测结果等输入信息时，首先由推理机控制知识库中的规则开始运行，读取当前各测距源的状态，生成中间事实并将其保存至综合数据库，然后推理机根据各测距源的实时状态，对知识库中的规则进行匹配，选择当前最佳的导航融合模式，激活并执行对应的规则，选取导航源，解释机可以向用户解释并输出当前选用的导航融合模式等的决策依据，最后若导航融合模式切换，可对导航融合模式的性能变化趋势进行决策。本发明对视觉与惯性传感器进行智能化管理和决策，以提高系统的导航定位精度和可靠性，为各类无人系统提供导航参数。

主权项

1.一种惯性/视觉智能化组合导航方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一，利用陀螺仪和加速度计生成惯性测量单元IMU仿真数据，载体在飞行时输出的姿态角速率为载体在载体坐标系相对于地理坐标系下的角速度其中，为地理坐标系到载体坐标系的姿态转换矩阵；陀螺仪的理想输出其中为地理系相对于惯性系的角速度在载体系的投影，加速计的理想输出f_n为地理系下的比力；在理想陀螺仪的输出上附加随机误差，包括白噪声、一阶马尔科夫误差和随机常数误差，作为仿真的陀螺仪输出数据；在理想加速度计的输出上附加随机误差，包括一阶马尔科夫误差，作为加速度计仿真输出数据；步骤二，进行图像采集，从图像中提取特征并进行特征点跟踪计算，利用光速平差法计算相对坐标系视觉导航参数；通过预积分将两个相机帧之间的IMU数据积分到一起，将视觉计算的结果与IMU预积分后的结果进行配准，对齐时间戳；步骤三，将惯性、视觉导航信息以及性能评估结果信息输入智能导航专家系统，由推理机控制知识库中的规则开始运行，读取当前各传感源的状态，生成中间事实并将其保存至综合数据库；然后推理机根据各传感源的实时状态，对知识库中的规则进行匹配，选择当前最佳的导航融合模式，激活并执行对应的规则，向用户输出当前选用决策依据；推理机根据输入的导航源传感器信息对知识库进行搜索，控制满足设定条件时相应的动作被激活，直至推理完成，得到最优的导航决策信息；步骤四，把景象匹配结果和IMU惯性数据进行无迹卡尔曼滤波组合。