● 摘要
微惯性导航系统在军事和民用领域都得到了广泛的应用,但由于其精度低,很难独立完成导航定位任务,通常将微惯性导航系统与其它导航系统信息进行融合来实现载体导航定位,因此研究低成本多传感器组合导航系统中的自适应滤波算法具有重要的理论和实际应用价值。
本文针对某型四旋翼无人机导航系统的实际需求,开展了以微惯性组件、磁罗盘、气压高度计和GPS等多传感器信息组合的自适应滤波算法研究,相关研究成果已在该型四旋翼无人机导航系统中应用。
本文的主要研究内容有以下3点。
(1)研究了基于MEMS(Micro Electro Mechanical System)技术的加速度计和磁强计的误差模型,设计了实用的加速度计和磁强计标定实验方案并对其进行标定,提高了加速度计和磁强计的精度和性能。
(2)研究了三种不同类型的自适应滤波方法,分别对三种算法进行了原理分析和仿真实验,并利用实验结果对不同的滤波方法进行了比较和分析。
(3)研究并设计了某型四旋翼无人机导航系统,以微惯导系统为主,融合GPS、磁强计和气压高度计的信息,为四旋翼无人机提供高精度的位置、速度、航姿和高度等导航参数。同时利用基于自适应因子模型的卡尔曼滤波算法来保证滤波的稳定性。仿真和实际试飞实验结果验证了算法的有效性和精确性。
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