里程计
- IMU 和轮式里程计联合的雷达畸变校正算法
大[4]；轮式里程计辅助法[5]在理想状态下精度较高，但在速度过快时驱动轮打滑的概率增加，所导致的角度误差难以处理[6]，致使高速状态下激光雷达角度误差不能够被准确校正；有学者提出轮式里程计与ICP 融合算法[7-8]，改进了轮式里程计位置线性假设的缺陷，将其转为位置误差的线性假设[9]，算法能够达到更高的畸变校正上限但无法处理轮式里程计打滑的问题。为解决轮式里程计辅助法缺陷，本文利用惯性测量单元(inertial measurement unit, IM
应用科技 2023年5期2023-11-13
- 基于滤波和优化的惯性/里程计组合导航精度对比分析
统,而对惯性/里程计组合导航缺乏对比研究。因此,本文将对比因子图优化技术和Kalman滤波器技术在惯性/里程计组合导航中的应用,并分析两者的适用场景和优劣,以期给出有益的参考。惯性/里程计组合导航可以不借助外界信息,如无线电信息,可以作为陆地车辆及机器人的自主导航实现方法,基于Kalman 滤波技术的组合导航方法已经有较多研究并具有较为成熟的工程应用: 严恭敏[4]对高精度惯性/里程计组合导航以及航位推算模型中的安装角及杆臂误差进行了精确建模和补偿;Wu[
导航与控制 2023年2期2023-05-19
- 基于ROS和SLAM的无人消杀机器人系统设计
建的地图精度与里程计的精度有关。为了提高里程计的精度和鲁棒性，本文采用了基于扩展卡尔曼滤波的里程计融合方案，对激光雷达里程计、轮式里程计和IMU进行融合，以提高定位精度。同时，本文通过基于粒子滤波的自适应蒙特卡洛定位(adaptive Monte Carlo localization，AMCL)发布的Map坐标系到Odom坐标系的坐标变换，进一步提高了定位精度。在消杀导航阶段：全局路径规划采用带有启发式搜索的A*算法；局部路径规划采用动态窗口法(dynam
自动化仪表 2023年1期2023-02-03
- 蓝牙阵列/IMU/里程计室内组合定位方法
阵列/IMU/里程计室内组合定位方法常康龙1,2，甄 杰1，李晨辉1,2，杨文东1（1. 中国测绘科学研究院，北京 100036；2. 辽宁工程技术大学测绘与地理科学学院，辽宁阜新 123000）在室内定位领域，惯性测量单元（IMU）、里程计等常见传感器存在累积误差，且无法利用全球卫星导航系统（GNSS）提供位置校准服务，而采用基于蓝牙信号的阵列天线定位结果易受到非视距（NLOS）误差影响。针对上述问题，提出基于蓝牙阵列/IMU/里程计组合的扩展卡尔曼滤波
导航定位学报 2022年6期2023-01-07
- 基于2D-SLAM 算法的机器人建图定位分析
据上可以不使用里程计的信息进行定位和建图。 其使用IMU 以及具有良好容错性的扫描匹配策略进行建图定位,在硬件方面主要依靠精度高、干扰噪声小的激光雷达进行数据采集。3 Gazebo 平台仿真Gazebo 是一款3D 动态模拟器,能在复杂的室内和室外环境中,准确有效地模拟机器人群。 Gazebo 平台包括多个物理引擎、丰富的机器人模型库和环境库、各种传感器模型,可视化图形界面为移动机器人的设计提供了方便,同时,可依赖现有机器人模型进行一些算法的运行测试。 本
无线互联科技 2022年20期2022-12-28
- 基于单目/IMU/里程计融合的SLAM算法
组合的视觉惯性里程计(VIO)，可以很好地解决系统的稳定性和精度问题[4]。相比于双目相机和深度相机，单目相机具有操作简单、计算方便、使用范围广等优点[5]，更能满足轮式机器人导航定位的实时性和多场景适用性要求。香港科技大学提出的单目视觉- 惯性导航系统(VINS-Mono)[6-7]是目前性能较为优秀的VIO系统，具有良好的鲁棒性与较高的精度。该系统实现了单目视觉和惯性测量信息的紧耦合处理，并具有完整的回环检测和重定位功能。但在轮式机器人上应用时，由于载
兵工学报 2022年11期2022-12-01
- 基于捷联惯导与差速里程计的掘进机组合定位方法
小误差[4]。里程计具有精度高、自主性强等优点，因此捷联惯导与里程计组合是一种较为理想的掘进机定位方案。吴淼等[5]将二维里程计、捷联惯导与激光偏距感知系统结合，在巷道坐标下描述了掘进机偏距与偏角，实现了掘进机相对巷道轴向偏距与偏角的精确感知。沈阳等[6]对文献[5]中二维里程计与捷联惯导的数据融合算法进行了改进，提高了掘进机自主导航系统误差估计的精度。刘豪[7]将捷联惯导与里程计组合定位用于掘进机，并针对掘进机打滑导致的里程计失效问题，设计了基于BP神经
工矿自动化 2022年9期2022-10-12
- 退化环境中多线激光雷达融合IMU的里程计改进方法
低精准度的激光里程计和后端低频高精准的扫描帧与地图匹配的地图构建，通过这种方法对扫描匹配的方法进行了拆分，前端帧帧匹配的激光里程计有着很好的实时性，后端帧与地图的匹配提高了精度保证建图的准确性，实现了系统资源的合理分配，系统框架如图1。图1 LOAM算法系统流程图1 研究背景与内容由于LOAM算法仅依赖多线激光雷达进行定位与建图，前端激光里程计使用的是特征提取的方法，在城市道路环境中，道路两边建筑物结特征明显且丰富，激光里程计定位较为准确，当处于一些结构特
价值工程 2022年27期2022-10-10
- 考虑里程计截断误差的SINS/OD组合导航算法
的要求[3]。里程计在车辆中随处可见，作为外部测量工具使用非常方便，将里程计测量的速度信息引入惯导系统，既能够保证车辆的自主性，又能够保证车辆的导航精度[4,5]。在SINS/OD组合导航系统中，近年来的研究热点主要集中在惯导安装误差角和里程计误差补偿方面。文献[6]采用零速修正的方法进行里程计的标定，但需要间隔一段时间停一次车，降低了车辆的机动性；文献[7]通过向心加速度作为观测量进行滤波，但车辆实际运动环境复杂、噪声多，导致估计结果不准确，从而定位精度
中国惯性技术学报 2022年3期2022-09-26
- 基于卡尔曼滤波的UWB与里程计融合定位方法
问题。从动轮式里程计固定在机器人上，结合陀螺仪的角度信息可以对机器人的位置信息进行实时计算，具有结构简单、成本低、短时精度高等优点。从动轮式里程计在短时内有很好的定位效果，但是随着时间增长会产生较大的累计误差，所以单一的里程计模式不适合长时间定位。文献[9]提出了一种结合马尔可夫链和指纹匹配算法的UWB技术，是一种解决NLOS(Non-Line of Sight)误差问题的有效方法，但是需要先对UWB的数据在指纹数据库中进行匹配，计算量过大。文献[10]提
机床与液压 2022年14期2022-09-16
- 基于EKF多传感器融合的自动导航车(AGV) 位姿估计
的优缺点，针对里程计和IMU的累计误差问题，借助UWB来消除，针对UWB非视距误差的问题，提出动态加权的思想，针对特殊的路段，借助里程计和IMU来改善。实验结果表明，多传感器融合能有效地克服各种传感器的局限性，优势互补，得到精确可靠的位姿信息。关键词：里程计;IMU;UWB;扩展卡尔曼滤波;融合中图分类号 TP391 文献标识码：A文章编号：1009-3044（2022）20-0111-041 引言在传统生产制造业中，产品的生产过程，真正加工和制造所
电脑知识与技术 2022年20期2022-08-29
- 移动机器人视觉里程计综述与研究展望
常重要。传统的里程计，如轮式里程计因为轮子打滑空转而容易导致漂移；精确的激光传感器价格昂贵；惯性传感器虽然可以测量传感器瞬时精确的角速度和线速度，但是随着时间的推移，测量值有着明显的漂移，使得计算得到的位姿信息不可靠等。而视觉里程计（Visual Odometry，VO）由于视觉传感器低廉的成本和长距离较为精准的定位在众多传统里程计中脱颖而出。世界顶级的视觉传感器（工业相机）产品售价约为人民币3000元，是同等级的激光雷达产品售价的10%～20%。而较低的
物流技术与应用 2022年3期2022-05-11
- 基于ICP和NDT的激光点云匹配方法研究
数据读取、前端里程计、后端优化、回环检测、建图。其中，前端里程计是激光SLAM的重要步骤，其功能是将激光雷达采集到的点云数据做相邻帧之间的匹配，从而得出相邻帧间位姿关系，再根据上一帧的位姿，来估计出当前帧的位姿。三维激光前端里程计帧间匹配方法主要分为直接匹配和和特征匹配两类。直接匹配法又可细分为迭代最近点ICP和正态分布变换NDT。Chen等人提出的ICP算法，通过待匹配的2帧点云建立欧氏距离并使其最小化，不断迭代直至满足设定的终止条件，从而得到相对位姿变
智能计算机与应用 2022年4期2022-04-28
- 基于ROS的室内自主导航移动机器人系统实现
CL严重依赖于里程计数据，若机器人处于打滑的情况，或者是地面不平坦环境下，会导致建图与重定位的效果非常不理想。为改善这种情况，使用扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filtering，EKF)[5]对轮式里程计与IMU数据进行融合，提升里程计数据的准确度。图2 GMapping建图与AMCL定位框架2 激光雷达数据预处理图3 移动机器人运动Δt后各个坐标系之间的关系(1)如果移动机器人是在静止的情况下，运动畸变自然也不存在。但是，若移动机器人
传感器与微系统 2022年2期2022-02-28
- 基于多源信息的移动机器人建图方法研究
等[6]将视觉里程计、激光里程计采用Kalman滤波算法进行融合，将融合后的数据与轮式里程计使用动态二次加权的方式融合，提高了里程计的精度。为了创建的地图能显示更多的信息并提高移动机器人里程计的精度，提出将激光雷达数据和RGBD 相机数据融合提高对环境信息的感知，将里程计，IMU，激光雷达的信息进行融合提高里程计的精度，并结合Gmapping 建图算法，使得建图精度得到一定程度提升，最后通过仿真验证了方法的可行性。1 基本原理要进行数据融合，首先需要将数据
装备制造技术 2022年11期2022-02-10
- SS4B机车数模转换盒无速度信号输出的故障处理
速度传感器 里程计一、数模转换盒没有速度信号输出SS4B型电力机车165#到171#在做撒砂试验过程中，发现撒砂控制器不能正常工作。因为撒砂控制器在机车速度是5km/h到80km/h之间时才动作，而撒砂控制器的速度信号是从3轴速度传感器处取得的信号，如图1。在做撒砂试验时，使用速度信号发生器在机车的3轴速度传感器处给机车输入一个速度信号（5km/h到80km/h之间），这时候发现机车速度表开始有相应值的速度显示，但随后马上又变为0，没有速度值显示了。同时
装备维修技术 2021年32期2021-11-19
- 煤矿井下连续采煤机定位方法研究
[4]将惯导和里程计相结合进行井下采掘装备的定位研究，利用卡尔曼滤波结合里程计测得的里程信息对惯导相应测量数据进行校正，但采掘设备在井下易受浮煤影响造成履带打滑及滑移现象，此时里程计的测量误差会远大于惯导自身的漂移误差，仅依靠里程计与惯导进行组合会降低整个定位方法的测量精度。文献[5]采用联邦滤波将惯性测量单元(IMU)分别与立体相机、里程计构成子滤波器，避免了因里程计打滑或滑移失效产生的较大测量误差污染整个定位系统[6]，但井下视觉定位方法目前还处于理论
工矿自动化 2021年10期2021-11-05
- “惯导+里程计”的采煤机定位方法研究
性，虽然惯导与里程计两者受外界因素干扰较小，也不向外辐射能量，自主定位能力强等特点，但采用的惯导精度较低，组合后定位精度较差。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)的LASC系统[8]，使用高精度光纤陀螺仪与里程计，结合找直算法，分析采煤机空间位置信息，但国外惯导领域长期对我国处于封锁状态，技术不对外开放，使用价格高昂。综上所述，针对当前国内采煤机定位精度不足，稳定性较差的问题，本文采用高精度国产光纤捷联惯导与里程计组合，测量采煤机位姿，建立惯导与里
煤炭工程 2021年10期2021-10-26
- RSINS/里程计容错组合导航方案设计与性能验证
种RSINS/里程计容错组合导航方案。首先，在对里程计不同量测信息特点分析的基础上，建立了基于里程增量匹配方式的RSINS/里程计组合导航系统模型。其次，根据对RSINS/里程计组合导航系统模型的可观测性分析结果，建立了一种可观的RSINS/里程计组合导航系统模型，并针对车辆行驶过程中里程计可能发生的量测信息不可用问题，设计了一种基于序贯卡尔曼滤波的RSINS/里程计容错组合导航信息融合方案。最后，通过仿真验证表明，RSINS/里程计容错组合导航方案能够保
航空兵器 2021年2期2021-08-05
- 基于优化Fast-SLAM的煤矿水泵房巡检机器人研究
物的信息，并对里程计进行标定、多传感器融合来减少定位误差，然后通过对Gmapping算法进行优化，将采样的区域限制在一个比较小的地方，可以用更少的粒子来覆盖机器人的概率分布，减少了重采样的次数，在满足机器人实时定位需求的同时也提高了建图精度。1 SLAM的概率模型基于概率模型的SLAM问题原理如图1所示。在该原理图中，mk代表外界环境地图；Uk代表k时刻里程计数据。Xk=(xk，yk，φk)代表移动机器人在k时刻下的位姿，其中(xk，yk)为移动机器人在环
煤炭工程 2021年7期2021-07-27
- 激光雷达运动畸变去除的算法设计
降低，从而导致里程计信息和激光雷达所扫描出来的数据信息的准确性降低[1]。而传感器轮式里程计的精度越差，智能小车运动过程中产生的累计误差也就越大，使智能小车所构建的环境地图效果也就越差。低成本的激光雷达一般采用单线雷达[2]，扫描频率较低。当扫描频率较低时，假如小车快速运动，激光雷达所扫描出来的位姿信息就会发生严重的畸变。为了解决上述问题，本文介绍了轮式里程计辅助方法的原理。但是由于轮式里程计辅助方法是位置线性假设，位置线性假设没有误差线性假设合理。因此，
自动化仪表 2021年5期2021-06-17
- 一种提高捷联惯性/里程计组合导航系统定位精度的后处理方法
问题，通常引入里程计，为系统提供相对可信的速度基准。文献[3]利用里程计与捷联惯导中的陀螺仪进行高精度航位推算，建立航位推算的误差模型；文献[4]将里程计引入管道测量装置，初步解决了单纯依靠惯导系统检测管道精度发散的问题；文献[5]针对复杂应用环境下由于里程计测量信息不准而导致组合导航系统精度下降的问题，利用滤波实现了故障检测和隔离，提高了系统导航精度。此类测绘用捷联惯性/里程计组合导航系统可实现自主连续的定位，具有较高的定位精度。测绘用捷联惯性/里程计组
导航定位与授时 2021年3期2021-05-18
- 一种改进的SINS_ODO_ZUPT组合导航算法*
效的导航方法。里程计[3-4]成本低，自主性强，利用里程计提供的速度，推导航位推算算法和航位推算误差，可以提高惯性导航精度。零速修正技术[5-6]是提高车载惯导系统的一种简单廉价的方法。在卫星信号拒止情况下，该方法利用车辆停车时惯导系统导航系的速度输出作为系统速度误差的观测量，进而对位置等其它误差量进行修正，从而有效抑制和补偿车载惯性导航误差。文献[7]将动态零速修正和SINS/ODO组合方案相结合，利用零速修正辅助SINS/ODO进行组合导航，提高了一定
航天控制 2021年1期2021-04-27
- 一种单轴旋转的车载IMU/DTU组合导航方法*
压不稳等情况，里程计的刻度系数及安装关系实时变化，因此实时估计里程计刻度系数及里程计与捷联惯导的安装关系至关重要。此外，若车体尺寸较大，里程计的外杆臂效应对方位对准精度及稳定性的影响不可忽视。文献[1]论述了一种行进间保持方位精度的方式，但是受机动方式的限制，且定位精度受限。文献[2]基于10状态Kalman滤波器，使用速度匹配算法[3]实现了行进间对准，同时具备定位导航的能力，但是定位精度受里程计刻度系数变化及安装误差角变化的影响，环境适应性不强。文献[
现代防御技术 2021年1期2021-03-24
- 基于加速度信息的里程计量测估计*
利用一阶差分对里程计脉冲信息进行处理，得到速度信息。然而，在低频的情况下难以对速度信息进行准确的实时传输，尤其是当载体速度变化较大时［2-4］。里程计传输速度信息的频率越高，在速度信息中夹杂的噪声成分越多［5-8］。为了降低甚至消除速度中的噪声，文献［9］在数据处理的过程中建立了跟踪微分器，但是该方法需要不停地调整一阶差分时间间隔与噪声之间的权重来保证跟踪微分器的有效运行。为了提高动基座初始对准的精度，实时提供精确的里程计速度信息是必不可少的［10-11］
火力与指挥控制 2020年11期2020-12-26
- 车载捷联惯导双里程计组合导航方法研究
捷联惯导和车载里程计都具有不依赖外部设备和不受外部信号干扰的特点，所以该组合是一种理想的车载导航方案。在目前公开的文献中，车载捷联惯导和车载里程计组合导航时，将里程计安装在车底盘左侧或右侧位置，该方法虽然是自主式组合导航的有效手段，但由于安装误差的存在，里程计信息未能真实反映车体中心的实际运行状态，且里程计量测信息误差会引入未知的导航误差，从而影响系统组合导航的定位精度。本文针对军事车辆对自主导航的需求背景和高精度精确打击的要求，系统地提出了一种由车载捷联
导航定位与授时 2020年6期2020-11-17
- 双目视觉辅助GNSS在恶劣环境下导航定位
快速发展,视觉里程计(VO)导航也成为一种新的导航定位方式,在机器人、无人机和自动驾驶车辆的多传感器融合导航定位技术中得到了广泛的应用．视觉里程计通过单目相机、双目相机和深度相机以及组合导航系统获取载体运动状态,实现导航定位功能．但是长时间单独使用视觉里程计误差较大,因此常与INS和GNSS等导航技术融合进行导航[2]．视觉里程计在导航过程中还能感知周围的环境,识别周围环境中的标志点,构建周围环境的3D地图,用于自动驾驶车辆和无人机等导航[3]．因此许多学
全球定位系统 2020年3期2020-07-15
- 里程计辅助的高精度车载GNSS/INS组合导航系统
易于车辆安装的里程计(Odometer,OD)则通过输出位置增量信息，利用航位推算(Dead-Reckon,DR)算法可实现完全自主导航，进一步抑制惯导系统长时间无GNSS信号场景下的误差发散，但是里程计本身受车辆安装位置、轮胎气压、轮胎磨损程度以及车辆载荷等因素影响，会直接导致标度因数误差和车辆安装误差等发生变化[4]，所以在里程计辅助的车载GNSS/INS组合导航系统里程计的初次安装使用前，必须对里程计的误差项进行标定和补偿[5-7]。文献[8]对设定
光学精密工程 2020年4期2020-05-10
- 一种基于证据推理的惯性/视觉里程计深组合导航方法
要。惯性/视觉里程计组合导航可在不提高惯性元件精度的情况下，仅通过增加视觉传感设备，获得载体运动的速度，提升导航系统的导航精度，节约成本。视觉里程计技术的基本内涵为：单目相机通过前后帧图像的差异，在已知距离的情况下可以测量出载体的速度[1-4]。而双目视觉里程计技术利用双目相机，通过左右两个相机图像差异测出距离，通过前后帧图像的差异测量出载体的速度，但是如果飞行器的高度越高，双目视觉的测距精度越低，因此视觉里程计应用于飞行器上时，需要利用其他手段获得距离信
中国惯性技术学报 2020年5期2020-03-01
- 基于IMU/ODO预积分的多传感器即插即用因子图融合方法
法中，由于轮速里程计同样具有递推特性，需要构建轮速里程计的预积分模型。在传统的轮速里程计预积分模型中，通常将地面假设为平面进行模型的推导。然而，当车辆运行在室外环境中时，这种假设会引入较大的误差。文献[13]利用陀螺的数据将轮速里程计的测速进行了分解，克服了平面假设的缺陷。文献[14]则利用惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）构建了轮速里程计的预积分模型，并将轮速里程计的安装误差加入到因子图中进行优化。但是以上方法都没
中国惯性技术学报 2020年5期2020-03-01
- 车载自主导航系统里程计误差在线标定方法
，而车辆安装的里程计（OD）通过输出位置增量信息，利用航位推算（DR）算法可实现完全自主导航，但是里程计本身受车辆安装位置、轮胎气压、轮胎磨损程度以及车辆载荷等因素影响，会直接导致标度因数误差和车辆安装误差等发生变化[3]，所以在SINS/ DR 自主导航解算前，必须对里程计的误差项进行在线标定和补偿[4-6]。文献[7]对设定已知路标点的传统里程计标定方法进行了详细介绍，传统标定方法要求车辆尽量沿直线行驶，高程变化尽量小等诸多条件限制，实际使用过程中存在
数字通信世界 2019年12期2020-01-14
- 基于GNSS/SINS/双目视觉里程计的车载导航系统分析与设计
人车 双目视觉里程计 冗余 相关性未知 协方差交叉 分散式架构1 前言捷联式惯性导航系统（Strap-down Inertial Navigation System，SINS）具有短期定位精度与数据采样频率较高的特点，可以与全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）形成组合导航系统。但基于GNSS 和惯性测量单元（Inertial Measurement Unit，IMU）的传感器融合定位仍达不到无人
汽车技术 2019年10期2019-10-11
- 基于卡尔曼滤波的编组站机车组合定位方法的研究与设计
S/轨道电路/里程计的机车组合定位方案，该方案利用卡尔曼滤波自适应信息融合方法进行数据处理，能够解决GPS定位在不同环境下误差大、可靠性低的问题，同时也可以对提高编组站的作业效率和实现调车机车调车作业的安全防护提供有效信息。关键词：机车定位;GPS;轨道电路;里程计DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.16.1410 引言素有“列车工厂”之称的编组站，是列车的集散地，负责集中办理大量货物列车的到达、解体、编组出发等作业。对编
山东工业技术 2019年16期2019-07-19
- 基于图优化的Kinect三维视觉里程计设计
0)0 引 言里程计作为同步定位和地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)[1,2]的关键部分，近年来逐渐成为机器人领域的热点研究问题，而SLAM更被认为是实现移动机器人自主化的核心技术。视觉里程计(visual odometer)一词源于Nister D等人[3]在2004年的一篇里程碑式的文献，旨在通过分析视觉信息，来获取运动的轨迹信息，是通过视觉传感器作为机器人“双眼”的基础。视觉里程计根据计算
传感器与微系统 2019年3期2019-03-05
- 基于运动学约束的履带通信车组合导航研究
保障任务。车载里程计是完全自主式测量传感器，适合应用在GPS受限且自主性要求高的组合导航领域。国外许多军用车载导航系统采用捷联惯导/里程计组合导航，能达到较高的定位定向精度[1]。受履带车辆结构影响，在履带车捷联惯导/里程计组合导航过程中，履带车辆在不同运动状态下，里程计输出信息与实际行驶距离并不完全一致，里程计信息如不能及时有效处理，会降低组合导航精度，严重时会引起系统发散。采用相应的约束补偿算法可有效处理里程计错误信息，提高车辆在不同运动状态下的导航定
压电与声光 2019年1期2019-02-22
- 里程计技术发展综述
李芳摘要：里程计是实现载体定位、完成导航任务的重要工具。介绍了里程计的概念及其从纯机械式里程计、机械一电子式里程计、纯电子式里程计至视觉里程计的发展历程，重点介绍了视觉里程计工作原理，分析了不同里程计的优缺点，并对视觉里程计的间接法、直接法和半直接法进行比较分析。关键词：里程计;纯机械式;机械一电子式;纯电子式;视觉里程计DOI：10.11907，rjdk.191259中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：1672-7800（2019）01
软件导刊 2019年12期2019-02-07
- 车载高精度里程计辅助捷联惯性组合导航系统设计与实验
本文提出了利用里程计(OD)辅助捷联惯性导航的组合导航技术。SINS技术和OD技术各有优缺点,因此可以将二者有机结合起来,以提高导航系统的整体性能[6-7]。同时,为了保证组合导航系统的实时性,本文还将FPGA、DSP进行了组合使用,这样可以克服FPGA在处理数据时数度不足与DSP在单独工作时时序性不强的缺点,使二者相互取长补短[8-9]。1 组合导航系统的硬件设计组合捷联惯导系统的硬件设计结构示意图如图1所示。硬件平台按其功能划分为5个模块,分别为IMU
导航与控制 2018年6期2018-12-14
- 基于姿态估计的里程计辅助捷联惯导系统动基座初始对准
。相比GPS，里程计或DVL不能直接提供姿态确定对准矢量观测所必要的位置和地速信息，因此必须使用估计值，在一定程度上降低了对准性能。对于里程计辅助捷联惯导，姿态确定对准的另一个缺点是它无法处理里程计速度输出固有的严重扰动。这些缺点使姿态确定对准在里程计辅助捷联惯导上的表现缺乏抗性，例如收敛速度慢、易发散等。对于使用估计值会降低对准性能的缺点，一些研究人员已经研究了回溯法来获得位置信息[10,14]。然而，对于第二个缺点，尚没有公开的有效解决方法。如果里程计
航天控制 2018年5期2018-11-01
- 露天矿区里程计辅助的GPS/INS车辆导航算法研究
基础上，引入了里程计传感器。使GPS、INS和里程计融合，实现GPS信号中断过程中INS误差实时修正，保证露天矿区车辆导航的精度和连续性。1 里程计速度和位置解算设定里程计所输出的载体运动速度记为v O，其方向指向载体的正前，因此里程计观测的载体的运动速度的表达式在导航坐标系可以写成[6-7]:式（1）中，为载体坐标系到导航坐标系的方向余弦转移矩阵。里程计的速度可以通过直接观测进行坐标系转化获取，位置则是通过转化的速度积分计算获得，位置的微分计算方程表达式
现代测绘 2018年4期2018-09-13
- 基于运动学非完整约束的里程计参数在线辨识
位置等缺点，而里程计（OD）通过输出位置增量，借助航位推算（DR）方法能够实现自主导航，并且与INS组合导航误差比惯导系统导航误差小，所以 SINS/DR组合导航技术在车辆导航领域有着重要意义[3-5]。然而里程计与捷联惯导安装在车体的不同位置，存在安装偏差角，并且里程计的标度因数受到车辆载荷、轮胎磨损、气压和温度等因素的影响[6]，因此对里程计的安装偏差角以及标度因数进行标定有利于提高SINS/DR组合导航的精度。目前针对里程计的标定方法主要有离线标定和
中国惯性技术学报 2018年3期2018-08-27
- 基于强跟踪滤波的捷联惯导/里程计组合导航
采用卫星导航或里程计与捷联惯导系统进行组合以限制惯导系统导航误差或限制其发散速度。卫星导航信号容易受遮挡，且容易受电子信号干扰，限制了其在军事上的使用。相对于卫星导航，里程计与捷联惯导组合导航仍具有自主性和抗干扰能力强的特点，因此，捷联惯导/里程计组合导航在车载发射平台中得到了广泛的应用。捷联惯导/里程计组合导航通常采用速度匹配方法[1-3]、位置匹配方法[4-6]或里程增量匹配方法[7-11]。速度匹配需要对里程计信号进行微分，当里程计的脉冲当量大时，造
现代防御技术 2018年4期2018-08-22
- 基于视觉SLAM和人工标记码的定位与导航方法研究
计通常依赖编码里程计.然而编码里程计在实际应用中有很大的不确定性，随着里程数增加，编码里程计往往会积累较大的误差.这对自主移动机器人来说是巨大的隐患.移动机器人在导航过程中需要不断感知周围动态环境，以引导自身安全到达目标位置.GPS导航、电磁导航、无线电导航、视觉导航等是移动机器人导航的主要形式[2-4].GPS导航定位精度不高，且较难在室内场景使用.电磁导航可用于室内场景的导航，但需要提前铺设大量的专用磁条，因而灵活性较差.采用无线电导航时，移动机器人接
成组技术与生产现代化 2018年4期2018-06-04
- 基于自适应强跟踪滤波的捷联惯导/里程计组合导航方法
（SINS）与里程计（OD）组合模式进行不依赖外界信息的自主导航，以避免战时受外界干扰。对于大型轮式车而言，由于轮胎与地面接触面积大，会导致里程计标度由于轮胎胎压变化、路况变化等原因发生较大变化，无法满足车载定位定向系统给里程计分配的误差要求，从而直接影响系统定位精度。非线性系统状态估计在组合导航、初始对准等领域具有广泛的应用[1-5]，发展了扩展卡尔曼滤波（EKF）、无迹卡尔曼滤波（Unsented Kalman Filter, UKF）、中心差分卡尔曼
中国惯性技术学报 2018年2期2018-05-31
- 基于局内点分布的图优化方法
闭环对前端视觉里程计获得的相机轨迹进行优化,对消除位姿估计的累积误差和构建一致性的地图至关重要．图优化问题通常被归为非线性最小二乘问题,采用高斯-牛顿法(Gauss-Newton,GN)或列文伯格-马夸尔特法(Levenberg-Marquardt,LM)进行求解．其求解思路为在当前解处对目标函数进行如一阶泰勒展开近似的线性化操作,从而得到线性最小二乘方程．求解线性系统只需令导函数为零,通过迭代直至达到最大迭代次数或收敛．在迭代求解的问题上,研究者发现SL
厦门大学学报（自然科学版） 2018年2期2018-04-11
- SINS/OD组合导航系统转弯误差补偿*
，例如：惯导/里程计、惯导/北斗、惯导/地磁、惯导/多普勒等等［1］。其中抗干扰能力最强的是惯导/里程计组合，是在战场环境下武器装备不可或缺的一种组合导航方式。但是随着各方面技术的不断革新，武器装备对导航精度的需求越来越高，这就对惯导/里程计组合导航系统提出了更高的要求［2］。所以，一切影响导航精度的因素都有考虑的必要，有文献指出里程计和惯组之间存在杆臂，并建立了杆臂补偿算法，纠正了杆臂误差［3］；里程计刻度系数和惯组相对于载体系的安装误差对导航精度影响最
火力与指挥控制 2018年1期2018-03-02
- 融合视觉的智能车组合导航技术分析
位技术，对视觉里程计技术在车载组合导航系统中的应用进行综述：首先对视觉里程计的原理进行概述；然后较为完整地分析了融合视觉里程计的车载组合导航系统的3个主要研究方向：视觉里程计与惯导系统组合、视觉里程计与卫星导航系统组合，以及融合视觉里程计的多传感器组合导航系统；最后对视觉里程计技术在智能车组合导航系统中的发展进行展望。视觉里程计；组合导航；卫星导航；惯性导航；智能车0 引言组合导航是近代导航理论和技术发展的结果。通过将不同的导航方式组合在一起可以获得比单独
导航定位学报 2017年2期2017-06-10
- 基于RANSAC的奇异值剔除的单目视觉里程计
为提高单目视觉里程计算法的性能，从视觉特征选取和特征误匹配剔除两个方面进行研究.采用SURF描述子提取单目图像的特征点，并匹配相邻图像序列的特征，使用归一化线性八点法依次得到基础矩阵和本质矩阵.利用三角测量求解匹配点的三维坐标，进而根据2D2D模型解算出两帧图像间相机运动的旋转和平移，从而构建单目视觉里程计系统.为提高算法性能，使用RANSAC算法清除初次计算的特征误匹配，并利用地面数据获取相机运动的平移尺度.实验结果验证了RANSAC算法能够有效剔除特征
上海海事大学学报 2016年4期2017-01-19
- 捷联惯导/里程计组合导航技术*
3）捷联惯导/里程计组合导航技术*马智渊，石志勇，王志伟（军械工程学院，石家庄050003）在分析捷联惯导/里程计组合导航工作原理的基础上，就里程计辅助下的初始对准、里程计刻度因子在线标定、杆臂效应、系统故障处理等关键问题研究现状进行了分析，最后对未来的发展进行了预测。捷联惯性导航，里程计，组合导航0 引言导航设备可以实时提供载体的位置、速度和姿态信息。对于军用车辆，导航设备提供的信息可以提高整个武器系统的快速性和机动性，已经成为其必不可少的组成部分。军用
火力与指挥控制 2017年2期2017-01-01
- 基于车辆运动约束的里程计误差在线标定方法
车辆运动约束的里程计误差在线标定方法李 艳1，杨 波2，薛 亮2，周小刚2（1. 长安大学 信息学院，西安 710064；2. 第二炮兵工程大学 控制工程系，西安 710025）为了降低里程计误差对捷联惯导/里程计组合定位定向精度的影响，提出了基于车辆运动约束条件的里程计误差在线标定方法。通过对里程计标度因数误差进行建模，推导建立了航位推算的误差模型，将航位推算的速度输出沿车体横向、垂向的投影作为量测的一部分，将捷联惯导输出的速度、位置信息与航位推算输出的
中国惯性技术学报 2016年4期2016-04-19
- 大角度斜置激光惯组与里程计组合导航方法
斜置激光惯组与里程计组合导航方法李 旦，刘 明，胡华峰，罗 伟(湖北航天技术研究院总体设计所，武汉 430040)针对激光惯组斜置条件下惯组坐标系相对里程计坐标系是大角度的情况，建立了两坐标系之间的转换关系，推导了里程计输出转换的安装误差补偿模型，在补偿模型基础上给出了安装误差计算公式。以惯组位移与里程计位移之差作为量测值，建立了状态和量测方程，运用Kalman滤波技术实现惯组/里程计组合导航，最后通过跑车试验对提出的惯性/里程计组合导航方法进行了验证，结
导航定位与授时 2016年6期2016-03-16
- 惯性/双目视觉里程计深组合导航方法
惯性/双目视觉里程计深组合导航方法逯建军1,任晓军2，孙 伟3，郭元江3，李 群3(1.海军装备部，北京 100000；2.海军驻航天某院军代表室，北京 100000； 3.北京自动化控制设备研究所，北京 100074)针对现有视觉里程计测量噪声大、匹配精度低、实时性差的问题，研究一种基于Kalman滤波器的惯性/双目视觉里程计组合导航方法。在视觉里程计中引入惯性导航信息，辅助完成实时图截取、搜索区预测、输出速度校正等功能，提高视觉里程计的测量精度与计算速
导航定位与授时 2016年3期2016-03-16
- 基于固定里程量测的车载捷联惯导/里程计组合导航算法*
车载捷联惯导/里程计组合导航算法*武 萌,汤霞清,黄湘远(装甲兵工程学院控制工程系,北京 100072)针对车载里程计小量微分引起噪声放大和脉冲计数截断误差造成里程增量误差,进而影响系统精度的问题,提出了基于固定里程量测的组合导航方法。该算法采用位置量测方案,将固定里程范围内捷联惯导解算的位置信息和里程计航位推算之差作为量测值进行组合导航,并提出了里程计脉冲计数截断误差修正方法。仿真表明,该方法可以快速分离组合导航系统各传感器误差,具有较高的定位定向精度和
弹箭与制导学报 2016年5期2016-03-02
- 一起LKJ里程计短路故障的分析和处理
模块过热变形，里程计驱动三极管Q1烧损。1 显示器及模拟量入出板电源供电回路主机电源板将机车110V电源转换输出为12，15，5V等各路电压，而屏显电源取自机车110V电压，同时受主机12V电压的控制。只要2路电压中的一路不通，屏显电源电路就不能工作。监控主机通电时，主机12V使显示器电源模块控制继电器常开接点闭合，接通110V向显示器供电。模拟量入出板上的电源模块将主机的12V电源转换为±12V电源，作为管压等模拟量通道及里程计驱动三极管Q1的工作电源。
铁道通信信号 2015年9期2015-12-30
- 航位推算组合导航系统在线标定技术
航系统中，存在里程计安装偏差角误差和标度因数误差。推导了里程计安装偏差角误差和标度因数误差对航位推算速度和位置精度的影响，并提出了一种航位推算组合导航系统在线标定算法。该算法利用航位推算的速度与GPS的速度之差作为速度量测，航位推算的位置与GPS的位置之差作为位置量测，对航位推算组合导航系统的姿态误差、安装偏差角误差和标度因数误差进行有效估计，并通过仿真试验和车载试验对该算法的有效性进行了验证。试验结果表明，通过车载试验在线标定出的里程计各误差参数与里程计
中国惯性技术学报 2015年4期2015-06-15
- 车载定位定向系统误差在线补偿方法
131 )针对里程计输出为位置增量，传统SINS/里程计组合方法会对位置增量进行微分或积分从而会产生一定噪声或误差，且里程计标定残差影响高精度定位定向系统性能的问题，提出了一种基于位置增量组合的定位定向系统误差在线估计和补偿方法。该方法除了将惯性器件误差列入状态量外，还将里程计安装误差残差、标度因数误差等纳入状态量进行实时估计，将惯性导航系统输出的速度增量进行积分获得位置增量，同时与里程计输出位置增量进行比对，构建量测方程。设计跑车试验对该方法进行了验证，
中国惯性技术学报 2015年2期2015-06-05
- 车辆导航系统中里程计标度因数的自标定
不能完全依赖。里程计作为一种测量车辆行驶里程的设备，可在GPS失效时作为惯导的辅助信息源，而且可与惯导系统组合构成航位推算系统，避免了不断停车校正惯导的不便性，在陆用导航领域受到了越来越多的关注［1－3］。里程计的标度因数是制约航位推算系统精度的关键参数之一。由于受车辆载荷、轮胎磨损、充气压力和温度等因素的影响，里程计标度因数存在逐次变化，须在每次任务开始时对该系数进行在线标定。实现里程计标度因数的高精度标定，需要精确的位置基准。差分GPS可以提供精度很高
汽车工程 2013年5期2013-04-17
- 基于捷联惯性导航的组合导航系统研究
捷联惯性导航和里程计组合的自主性水下导航系统。通过对该系统的实物应用试验，试验结果验证了此组合导航方案的有效性。关键词：水下轮式采煤车；组合导航；里程计；捷联惯导系统中图分类号：TN97文献标识码：A文章编号：1004-373X(2009)03-111-03Research of Integrated Navigation System Based on Strapdown Inertial Navigation SystemLIU Lina，LIU Re
现代电子技术 2009年3期2009-03-19