基于无迹卡尔曼滤波的农用无人机定位研究

来源：中国农机化学报杂志2020年第9期北京时间：

作者：李斌飞;崔世钢;施国英;祖林禄;

单位：天津职业技术师范大学自动化与电气工程学院;山东农业大学机械与电子工程学院;

摘要：为提高农用无人机在作业时的定位精度,提出应用全球定位系统及惯性导航系统信息融合的方法实现无人机位姿状态的建模,得到导航系统测量信号与无人机状态间的非线性微分方程。对于系统中存在的非线性状态估计问题,创新性的提出采用适合于非线性系统的无迹卡尔曼滤波算法(Unscented Kalman Filter,UKF)进行处理,实现对基于多传感器信息融合的无人机姿态(翻滚角、俯仰角、偏航角)、速度和位置的准确而稳定的估计。现场试验采用改造升级后的极飞科技P10 2018植保无人机,配备改造升级后的机载电子和传感器系统。试验结果表明,与常见的扩展卡尔曼滤波器相比,UKF与多传感信息融合技术结合可实现对无人机位置信息(欧拉角)的高精度估计,其翻滚角、俯仰角和偏航角误差估算准确度分别提高30.3%、45.8%、70.2%,绝对值最大为0.57°。

关键词：农用无人机;欧拉角;全球定位系统;惯性导航系统;无迹卡尔曼滤波;信息融合

基金资助：山东省重点研发计划项目(2019GNC106086)