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1、第46卷第1期航空计算技术Vol.46No.12016年1月AeronauticalComputingTechniqueJan.2016视觉辅助惯性定位定姿技术研究1,21,211史俊,杨功流,陈雅洁,万振塬(1.北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院,北京100191;2.北京航空航天大学惯性技术国防重点实验室,北京100191)摘要:在利用视觉系统辅助捷联惯性导航系统(SINS)进行定位定姿时,由于两者输出的位置表示方法不同,在信息融合时会存在匹配问题。以相对地理坐标系作为定位定姿系统的导航坐标系,重新对SINS进行了力学编排,分析了其误差传递特性,建立了相对地理坐标系下的状态方程模型,
2、并利用Kalman滤波器实现了视觉辅助惯性定位定姿算法。仿真结果表明,方法避免了信息融合时位置匹配问题,同时降低了系统的计算量,满足了定位定姿系统的精度要求。关键词:捷联惯性导航系统;定位定姿系统;视觉系统;相对地理坐标系中图分类号:V526文献标识码:A文章编号:1671-654X(2016)01-0119-04InertialPositionandAttitudeDeterminingTechnologyAidedbyVisualSystem1,21,211SHIJun,YANGGong-liu,CHENYa-jie,WANZhen-yuan(1.SchoolofInstrumentat
3、ionScienceandOpto-electronicsEngineering,BeihangUniversity,Beijing100191,China;2.ScienceandTechnologyonInertialLaboratory,BeihangUniversity,Beijing100191,China)Abstract:Amatchingproblemininformationfusionofthestrapdowninertialnavigationsystem(SINS)ai-dedwithvisualsystemshouldbesolved,becauseoftheco
4、mpletelydifferentpositionexpressionsofthetwoindividualsystem.Thispaperdescribesaspecialframe,therelativegeographicframe,whichisselectedasthenavigationreferenceframe.Onthisbasis,theSINSmechanizationequationsanderrorequationswhichusetherelativegeographicframeasthenavigationreferenceframearederived.As
5、tatemodelintherelativegeographicframeisestablished,andanalgorithmofinertialpositionandattitudedeterminingsystemaidedbyvisualsystemisimplementedbyKalmanfilter.Thesimulationresultsdemonstratethatmethodavoidsmatchingproblemininformationfusion,reducestheburdenofcalculationandsatisfiestheaccuracyre-quir
6、ementsofthepositionandattitudedeterminingsystem.Keywords:SINS;positionandattitudedeterminingsystem;visualsystem;relativegeographicframe引言[6]光照条件,并且存在实时性问题。航天器的空间对接是我国载人航天工程将要完成将视觉系统与SINS进行信息融合,充分将SINS和[1]的一项重要而紧迫的任务。对接系统是一种复杂的视觉导航的优势进行互补:在视觉视野受阻等干扰下造自动装置,在它的研制过程中需要在地面水池中模拟航成视觉导航不能实现定位的情况下,SINS能够持续提
7、供[2]天器空间对接的全过程以测试对接系统的性能。本载体的姿态、速度和位置,以维持、保证定位精度。反过文中利用视觉辅助惯性导航系统为航天器模拟器提供来,具有高精度定位能力的视觉系统将载体位置提供给姿态和相对位置信息。捷联惯性导航系统(SINS)具有SINS来抑制速度和位置发散,保证姿态精度,并帮助校不需要任何外来信息,仅靠本身就能在任何环境中自主准惯性器件的各参数。SINS表示位置的经纬高是欧式地进行连续的三
