GNSS/SINS/视觉导航鲁棒算法

来源：南京信息工程大学学报·自然科学版杂志2024年第1期北京时间：

作者：李明，柴洪洲，郑乃铨

单位：李明,信息工程大学 地理空间信息学院, 郑州, 450001,柴洪洲,信息工程大学 地理空间信息学院, 郑州, 450001,chaihz1969@163.com郑乃铨,信息工程大学 地理空间信息学院, 郑州, 450001

摘要：全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)、捷联惯性导航系统(Strapdown Inertial Navigation System,SINS)和视觉传感器优势互补,3者信息融合可获得高精度、无漂移的导航定位信息.针对GNSS／SINS／视觉融合导航易受运动速度、光照变化、遮挡等影响导致定位精度和鲁棒性降低问题,本文在图优化框架的代价函数中加入SoftLOne鲁棒核函数,设置量测值粗差检验程序,降低离群点带来的负面影响.进一步,对量测值计算残差进行卡方检验,对超限残差降权处理,提高系统精度和鲁棒性.实验结果表明,本文算法较不施加鲁棒核函数、不采用异常值剔除策略和卡方检验的传统算法,以及加入其他鲁棒核函数的算法精度更高、鲁棒性更好,能够较大程度提升GNSS／SINS／视觉导航定位精度和鲁棒性,在大尺度环境下,未出现较大漂移误差,绝对位姿均方根误差0.735 m,绝对位姿误差标准差0.336 m.

关键词：全球导航卫星系统;捷联惯性导航系统;视觉;鲁棒算法;卡方检验

基金资助：国家自然科学基金(42074014)