基于改进时间差分的视觉/惯性组合导航研究

来源：计算机测量与控制杂志2023年第3期北京时间：

作者：王丰,李沅,李佳潞,侯琪,李皓

单位：中北大学 信息与通信工程学院

摘要：针对全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)在军事战争、室内和水下等情况下存在因信号缺失导致的全球定位系统（GPS，Global Positioning System）无法使用和惯性导航系统(INS，Inertial Navigation System)状态误差发散过快的问题，提出了一种基于连续帧时间差分视觉辅助导航的方法。为了抑制状态误差的快速发散，提高INS在长航时工作上的性能，分析了机器视觉连续帧间差分法,并对其进行了计算上的改进，设计了一种时间差分视觉/惯性组合系统，并进行了仿真实验和分析。结果与纯INS相比，均方根误差(RMSE，Root Mean Square Error)在北向位置上减少了19.0%，在东向误差上减少了32.1%，表明该方法有效抑制了纯惯性导航速度和位置的误差发散，延长了惯性导航的可用时间。

关键词：惯性导航;机器视觉;零速校准;卡尔曼滤波;组合导航;时间差分

基金资助：山西省青年科技研究基金资助项目(201901D211251)