偏振光輔助定姿在組合導(dǎo)航中的應(yīng)用.pdf

1、組合導(dǎo)航作為新興的導(dǎo)航系統(tǒng)，以其較強(qiáng)的自主性、成本低、精度高和廣闊的應(yīng)用前景備受關(guān)注。偏振光、光流是昆蟲(chóng)對(duì)外界光學(xué)信息感知、處理的方式，能夠估計(jì)速度、測(cè)定場(chǎng)景深度、確定運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和檢測(cè)障礙物并進(jìn)行障礙規(guī)避。本課題從仿生導(dǎo)航原理到算法描述再到實(shí)驗(yàn)仿真，對(duì)基于昆蟲(chóng)靈感的組合導(dǎo)航技術(shù)進(jìn)行了研究。通過(guò)分布式卡爾曼濾波器將偏振光、光流、GPS和慣導(dǎo)系統(tǒng)進(jìn)行組合，獲得任何單獨(dú)子系統(tǒng)都無(wú)法滿(mǎn)足的性能指標(biāo)。
　　根據(jù)大氣偏振光分布的特點(diǎn)和偏振光導(dǎo)航

2、原理搭建三通道測(cè)量平臺(tái)對(duì)偏振光信息進(jìn)行采集，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證偏振光進(jìn)行姿態(tài)觀測(cè)的基本原理，推導(dǎo)了偏振光對(duì)平臺(tái)誤差的觀測(cè)方程。通過(guò)視覺(jué)圖像特征的空間梯度瞬時(shí)變化率計(jì)算飛行器周?chē)h(huán)境的稀疏光流場(chǎng)。結(jié)合大氣偏振光與運(yùn)動(dòng)環(huán)境光流信息構(gòu)造基于GPS/慣導(dǎo)/偏振光/光流組合導(dǎo)航系統(tǒng)。偏振光和光流通過(guò)增強(qiáng)組合導(dǎo)航系統(tǒng)的姿態(tài)和速度測(cè)量性能，提高 GPS/SINS組合導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)估計(jì)誤差的觀測(cè)能力。分別對(duì)高度、姿態(tài)角和速度誤差進(jìn)行估計(jì)并進(jìn)行算法仿真，結(jié)果表明該