摘要：针对当前使用的改进增量卡尔曼滤波算法、全球定位系统和里程计的组合定位方法容易出现巡检目标测距不精准的问题,提出了多源融合导航的隧道无人飞行器巡检系统设计。通过无人飞行器信标定位到基站,并将飞行器与基站完成连接,获得系统初始定位数据。为确保电源供电的稳定性,设计了电力稳压器。利用天线与标号之间的几何约束关系,获得无人飞行器姿态信息。为解决突变值问题,需要进行TWR测距,避免在同一时间系统出现巡检延迟问题,优化隧道无人飞行器巡检路径。由实验结果可知,该系统经多源融合导航系统处理后的UWB定位误差明显减小,巡检轨迹与期望轨迹基本重合。

摘要：复杂动态场景下高精度导航定位是自主无人系统决策规划与控制执行的基础。在城市峡谷、隧道、地下或室内停车场等场景下,卫星信号弱甚至丢失,严重影响了惯性/卫星/视觉等多源融合导航的精度和可靠性。为主动适应动态场景变化,迫切需要设计一种适用于跨场景的多源融合导航系统。基于动态时变系统的可观测度分析,在线度量惯性/卫星、惯性/视觉等组合导航因子的可信程度,进而采用因子图融合导航框架,根据各组合导航因子的可信程度,主动优化因子构建和增量平滑过程,以实现多传感器自适应融合导航与可靠定位。实验仿真表明基于可观测度分析方法,能够在线优化因子图计算过程,提升了多源融合导航系统的环境适应性和跨场景能力,保证了复杂动态场景下自主无人系统跨场景导航模式切换和连续可靠的导航定位。

摘要：卫星导航/惯性导航/激光扫描传感器(GNSS/INS/Li DAR)组合导航定位方法是室内外无缝导航定位的研究热点。而传感器之间高精度安置关系的确立是传感器位姿信息融合的基础,也是制约高精度组合导航定位的重要因素。针对该问题,采用三维激光扫描测量技术和多台经纬仪交汇测量的方法,设计组合导航定位系统室内高精度快速标定方案,建立传感器安置参数解算数学模型,完成了GNSS杆臂值和激光扫描传感器安置参数的标定。使用微分方程分析、蒙特卡罗法对标定结果进行精度分析,仿真实验与实际测试结果表明,传感器安置参数精度对高精度组合导航定位的影响不可忽略,采用所提出的联合测量方法,可以快速获取毫米级精度的传感器位置安置参数和角分级的传感器姿态安置参数,满足组合导航定位系统传感器安置关系标定的精度需求。

摘要：火灾往往发生在结构复杂、封闭性强的室内环境,易造成建筑结构破坏.火场救援时,消防员的精准定位与状态监测,搜救环境的目标识别与地图构建,动态场景下消防员自适应导航以及高效的信息交互与协同控制是目前的重点和难点.针对以上问题,融合惯性、视觉、GPS、UWB和激光等多源信息,研究基于因子图的多源信息融合定位算法、动态场景下视觉导航自适应算法、基于激光和视觉组合的语义地图构建算法以及基于云平台的大数据分析算法,设计了面向火场救援的消防员自主导航与搜救系统.该系统不仅可以对救援人员实施准确定位、运动分析和状态监测,还可对搜救环境三维场景重构,从而进一步实现自适应的视觉导航,并在搜救过程中实现救援人员之间以及与指挥人员的信息交互和协同控制,从而实现多方协同作战,有效部署,科学救援,提高搜救效率并最大限度地保障救援人员安全.实验结果表明,该系统结合惯性和视觉的局部位姿优化抑制了导航误差的发散,克服了动态场景的不利影响,在复杂的火场场景下依然保持较高的定位精度,实现了对场景的自适应,提高了导航系统的性能.

摘要：传统全球导航卫星系统(GNSS)接收机基带处理模块非开放式的实现架构与多源融合导航算法的工程实现需求不够匹配,针对机载、弹载的多源融合导航需求设计提出一种开放式的卫星导航基带信号处理方法。通过将卫星导航基带处理模块的软件实现嵌入到Linux操作系统中,独立运行信号处理进程和底层驱动调度控制,以实现基础的卫星信号捕获、跟踪、时间同步控制等软件功能。硬件实验表明,搭载所述方法的开放式卫星导航基带信号处理系统,可以通过开放式的卫星导航基带信号处理的软件实现,降低多源融合导航实现复杂度。