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1.
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惯性/双目视觉里程计深组合导航方法
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逯建军 任晓军 孙伟 郭元江 李群《导航定位于授时》,2016年第3期
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针对现有视觉里程计测量噪声大、匹配精度低、实时性差的问题,研究一种基于Kalman滤波器的惯性/双目视觉里程计组合导航方法.在视觉里程计中引入惯性导航信息,辅助完成实时图截取、搜索区预测、输出速度校正等功能,提高视觉里程计的测量精度与计算速度.利用Kalman滤波器,实现视觉里程计对惯导累计误差的修正,提升组合导航系统的导航精度.车载试验结果表明,惯性/双目视觉里程计深组合导航的实时定位精度优于0.5％D (CEP),具备工程应用条件.
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2.
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捷联惯导/里程计组合导航方法
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张小跃 杨功流 张春熹《北京航空航天大学学报》,2013年第39卷第7期
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针对车载自主导航需求,基于卡尔曼滤波器,实现捷联惯导与里程计量测信息的组合导航.推导了里程计误差模型,结合捷联惯组误差模型与捷联系统误差模型,建立了捷联惯导/里程计自主组合导航系统误差状态模型.建立了捷联惯导/里程计组合导航量测模型,阐述了估计误差修正方法.采用仿真计算对此方法进行了验证,仿真结果表明:组合导航过程中,初始姿态误差能得到有效估计,姿态误差和位置误差均能控制在一定精度范围内,应用此组合导航方法相对于传统的航位推算方法能得到更高的导航精度,能有效实现自主高精度定位定向.
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3.
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无人机室内视觉/惯导组合导航方法 被引次数：1
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王亭亭 蔡志浩 王英勋《北京航空航天大学学报》,2018年第44卷第1期
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针对室内无卫星定位下的无人机自主导航问题，提出了一种融合惯导、光流和视觉里程计的组合导航方法。在速度估计上，采用基于ORB特征的光流法，该方法可以实时地估计出无人机的三轴线速度信息。方法采用基于特征点的稀疏光流，对金字塔Lucas-Kanade光流法进行了改进，采用前后双向追踪和随机采样一致的方法提高特征点追踪精度。在位置估计上，采用视觉/惯导融合的视觉里程计，以人工图标法为主，融合视觉光流信息和惯导数据实现无人机定位。通过与运动捕捉系统的定位信息、Guidance和PX4Flow导航模块的测速信息进行对比，以及实际的飞行测试，验证本文方法的可行性。
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4.
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基于路网匹配的多源自主组合导航技术研究
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李旦 刘明 胡华峰《导航定位于授时》,2020年第7卷第4期
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针对惯性/里程计组合导航易受环境影响的情况,引入路网匹配方法,以惯导/里程计组合导航历史轨迹数据与路网数据库进行全局匹配比较,从而得到当前导航位置的匹配点。将匹配点作为组合导航卡尔曼滤波器的量测输入,其滤波结果用于反馈校正惯导误差,通过不断迭代优化后,惯性/里程计/路网匹配组合导航能够提供高精度的位置信息。试验验证结果表明,该方法能将大部分定位误差控制在10m左右,证明了该方法的有效性与适用性。
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5.
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惯导/北斗/里程计一体化紧组合导航方法研究
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张小跃 刘鹏博 易晓静 张春熹《导航与控制》,2015年第5期
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当前，主要通过采用惯导/卫星导航组合或者惯导/里程计组合的方式来实现车辆的定位定向；卫星信号良好时，惯导系统与卫星导航组合实现车辆定位定向，当卫星导航信号不好甚至没有信号无法正常工作时，惯导系统与里程计组合实现车辆定位定向。提出一种惯导/卫星导航/里程计三者的一体化组合方案，针对惯导、北斗、里程计这三项测量设备构成的组合系统建立了统一的误差状态模型、组合量测模型以及反馈修正模型，并通过卡尔曼滤波器来实现三者的一体化紧组合，这种惯导/北斗/里程计一体化的紧组合方式，能更好地实现三者信号之间的充分交流与融合。将这种一体化紧组合方法与传统的惯导/北斗组合、惯导/里程计组合方法进行了仿真比较，结果表明：惯导/北斗/里程计一体化的紧组合方法能更加快速、准确得到传感器误差（ 包含惯组误差、北斗误差、里程计误差）的在线估计，更能有效提高各传感器的测量精度。
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6.
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车载捷联惯导与里程计组合导航技术研究
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罗强力 韩军海《导航与控制》,2011年第4期
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惯导的误差随着时间增长是积累的，可采用里程计辅助捷联惯导构成纯自主的车载组合导航系统。利用捷联惯导的速度和里程计测量的速度之差作为观测量，通过卡尔曼滤波技术校正惯导的导航参数，可以有效地抑制惯导误差的积累，提高导航参数的精度。本文推导了组合导航系统的模型，从理论上用特征值方法分析了系统的可观测度，进而设计轨迹进行了仿真分析，验证了可观测度分析的结果。仿真结果表明：惯导导航参数误差得到极大地减小，拐弯之后航向角能得到准确的佑计。
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7.
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车载捷联惯导双里程计组合导航方法研究
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郭楠楠 申亮亮 邵会兵 苑艳华《导航定位于授时》,2020年第7卷第6期
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针对当前车载捷联惯导与里程计组合导航时，将里程计安装在车底盘左侧或右侧位置而造成的导航误差，以及里程计信息未能真实反映车体中心的实际运行状态，研究了一种车载捷联惯导/双里程计组合导航方法。该方法分别在车底盘左侧和右侧位置各安装了一个里程计，将双里程计信息作为量测量，设计了组合导航融合算法进行Kalman滤波组合导航。在导航过程中对双里程计信息进行χ２检测，以避免车体作大转弯运行或有外部干扰时引起的里程计信息异常。跑车试验结果表明，该融合算法能使定位结果得到最优融合，定位误差整体减小到20m以内，最大处减小6m，离线分析进一步证明了该融合算法的有效性。
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8.
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大角度斜置激光惯组与里程计组合导航方法
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李旦 刘明 胡华峰 罗伟《导航定位于授时》,2016年第6期
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针对激光惯组斜置条件下惯组坐标系相对里程计坐标系是大角度的情况,建立了两坐标系之间的转换关系,推导了里程计输出转换的安装误差补偿模型,在补偿模型基础上给出了安装误差计算公式.以惯组位移与里程计位移之差作为量测值,建立了状态和量测方程,运用Kalman滤波技术实现惯组/里程计组合导航,最后通过跑车试验对提出的惯性/里程计组合导航方法进行了验证,结果表明了该方法的有效性.
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9.
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一种月球车惯性/视觉组合导航方法研究
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《航天控制》,2017年第6期
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基于月球车主要依靠惯性导航和视觉导航的现状,设计了一种惯性/视觉组合导航方法。该方法根据惯性导航原理建立月面环境下的位置、速度和姿态误差方程,并利用惯导前后时刻的观测值计算相对运动参数,基于该参数与视觉导航相对运动观测值之差建立量测模型。该差值只与当前时刻惯导误差相关,避免了对状态的增广。针对量测噪声未知的问题,采用自适应卡尔曼滤波对量测噪声进行在线估计。仿真结果表明,该组合导航方法能提高定位精度以及横滚角、俯仰角精度,减小误差漂移,是一种有效的月球车自主导航方法。
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10.
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一种无陀螺捷联惯导系统角速度解算组合算法 被引次数：3
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刘涛 赵国荣 王丕毅 夏昱 高青伟《海军航空工程学院学报》,2009年第24卷第1期
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无陀螺捷联惯导系统仅利用加速度计就可完成惯性测量与导航，然而采用积分法解算载体的角速度时误差积累严重，发散迅速。文章采用一种常用的九加速度计配置方案，设计一种积分法补偿算法，并针对其初始时段误差过大的问题提出了一种组合算法。仿真验证能有效地抑制解算误差的发散，提高了解算精度。
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11.
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一种提高捷联惯性/里程计组合导航系统定位精度的后处理方法
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李昂 张忆欣 季阳 郭元江 张泽《导航定位于授时》,2021年第8卷第3期
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测绘用捷联惯性/里程计组合导航系统多采用离线后处理技术。此类系统利用里程计位移微分获得的速度作为观测量,采用速度匹配,并通过待测路径中预置的Mark点校正航位推算的位置信息。本文建立了基于速度匹配的16维Kalman滤波模型,对全程采样数据进行正反向导航和滤波处理,以估计惯性器件和里程计的误差;在补偿相关误差后,再次进行正向导航和滤波解算,以获得更精确的姿态矩阵。随后,根据相邻两个Mark点之间的姿态信息进行航位推算,并更新里程计刻度系数、里程计与惯导间的姿态误差矩阵;若此Mark点间的位置误差过大,则重新进行航位推算以减小位置误差。结果表明,与传统正向滤波相比,采用该方法后系统的最大位置误差由1.72m降低到0.08m,定位精度提高了95%以上。
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12.
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基于联邦滤波的惯导/北斗/里程计紧组合导航算法研究
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易晓静 陈淑英 张小跃《导航与控制》,2015年第3期
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针对地面载体长时间复杂应用环境对导航系统精确性和可靠性的要求，提出一种基于联邦滤波器的惯导/北斗/里程计紧组合导航算法。在分析惯导、北斗、里程计导航系统特点的基础上，建立了组合导航系统的误差状态模型和量测模型，采用联邦滤波器实现了三者的紧组合容错系统设计，分别对子系统无故障、北斗及里程计出现故障情况下进行仿真验证。结果表明，将联邦滤波理论应用于惯导/北斗/里程计紧组合导航系统可以提高导航性能和系统的容错能力。
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13.
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深空自主着陆导航技术研究与展望
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杜亚玲 高晓颖 钟颖 王知非《遥测遥控》,2012年第3期
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随着深空探测活动范围的快速扩大,探测器需要在天体实施着陆与返回,因此对导航技术的自主性和精度要求越来越高。提出一种基于视觉/惯性的组合导航系统,该系统的计算机视觉模块采用SURF算法,不仅可以实时地确定探测器的位置,而且能够确定探测器的姿态;惯性导航模块实时获取探测器的位置、速度和姿态信息;组合导航系统采用Kalman滤波技术,将计算机视觉模块和惯性导航模块获取的位置、姿态信息进行组合。该组合导航系统将惯导系统与视觉系统信息融合,通过引入计算机视觉系统所获得的位置和姿态信息,可以有效减小惯导系统误差。仿真结果证明,这种组合导航系统能够有效提高系统导航精度。文中还展望了深空探测器天体着陆导航技术未来的发展趋势。
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14.
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基于里程计的捷联惯导行进中对准方法研究
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刘飞 杨功流 周卫宁《导航与控制》,2010年第4期
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针对车载惯导系统快速性、机动性的要求，设计了一种基于里程计组合车载惯导系统行进中的初始对准方案。详细推导了行进间捷联惯导系统的误差方程、里程计速度误差方程。利用正交向量法完成在振动基座下惯导系统的粗对准；在粗对准的基础上，利用Kalman滤波技术完成车辆行进过程中的精对准。根据不同状态提出不同的数据预处理方式以提高对准精度。验证表明不需要对载体提出任何机动要求，10分钟内完成初始对准，方位对准精度达到3角分。
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15.
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惯导融合特征匹配的小天体着陆导航算法 被引次数：2
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邵巍 常晓华 崔平远 崔祜涛《宇航学报》,2010年第31卷第7期
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针对探测器着陆小天体的过程提出了一种基于特征匹配结合惯导信息的探测器自主着陆导航算法.采用PCA-SIFT算法提取绕飞段拍摄小天体图像的特征点,建立特征点数据库,在下降段初期利用特征匹配算法,结合小天体三维模型确定探测器在小天体固连坐标系中的位置.着陆末端,利用拼接图像作为虚拟导航地图,并选择合适的导航特征点,采用光学/惯性的组合导航方式估计探测器相对着陆点坐标系的6自由度位姿.通过仿真分析了导航的精度及误差影响,验证了该算法的有效性.
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16.
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一种长距离高可靠月面巡视自主导航方法
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谭龙玉 贺亮 彭杨 王兆龙 曹涛《载人航天》,2018年第3期
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针对复杂非结构化月面上高精度巡视自主导航的应用需求,提出了一种基于惯导/视觉/天文组合的长距离高可靠自主导航方法。在建立惯性/天文基于原始观测角度信息紧耦组合量测模型和惯性/视觉改进量测模型的基础上,采用异步量测特性的集中自适应滤波算法提高了月面巡视器自主导航系统的导航精度和可靠性。数学仿真结果表明,该方法具有较高的绝对定位和定姿精度,位置和姿态精度分别优于60 m和0.1°,并且具有较高的可靠性和鲁棒性,能够满足月面巡视高精度自主导航的要求。
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17.
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快速定位定向系统设计及车载实验研究
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李瑞涛 刘刚 石志兴 王朕《导航与控制》,2017年第16卷第2期
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定位定向系统是能为载体提供精确地理位置坐标、指北方向和姿态角的导航系统,通常用于舰船、飞机、车辆等功能平台,为平台上的设备提供准确的位置和姿态参考信息.本文针对车载平台机动性高的特点,设计能够实现运动中对准的快速定位定向系统,开展捷联惯导数字递推算法、航位推算、多源信息组合导航、动基座对准算法、系统免标定、误差补偿等算法和技术研究.最后,开展静态对准、静态导航和动态车载实验研究.实验结果表明,动态对准时间小于5min,对准姿态精度小于1mil,方位保持精度小于1mil/2h,横滚角、俯仰角保持精度小于0.5mil/2h,里程计/惯导组合水平定位精度小于0.15％D,卫星/惯导组合水平定位精度小于10m.
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18.
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视觉/惯性组合导航技术发展综述
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张礼廉 屈豪 毛军 胡小平《导航定位于授时》,2020年第7卷第4期
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视觉/惯性组合导航技术是自主导航领域的重要研究方向之一。首先介绍了视觉/惯性组合导航技术的发展概况,然后从纯视觉导航(里程计、同步定位与构图)以及组合导航(滤波、非线性优化)2个层次介绍了传统的基于视觉几何与运动学模型的视觉/惯性组合导航方法,还介绍了近年来发展迅猛的基于机器学习的视觉/惯性组合导航方法。最后,简要介绍了视觉/惯性组合导航技术的典型应用及未来发展趋势。
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19.
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基于特征交叉检验的实时视觉里程计方法
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范维思 尹继豪 袁丁 朱红梅《北京航空航天大学学报》,2018年第44卷第11期
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在自动驾驶和机器人导航系统中，里程计是用于持续获得系统姿态信息的一种装置。视觉里程计能以较低代价获得高精度的目标移动轨迹，基于特征的视觉里程计方法具有时间复杂度较低、计算速度快的优势，有助于数据实时处理。然而，传统基于特征的视觉里程计方法面临着2个技术瓶颈：特征匹配的准确度不足；姿态解算中目标函数的权重值有效性低。为了解决帧间特征匹配准确度不足的问题，本文提出特征交叉检验闭环匹配策略，即在传统单向闭环匹配的基础上，增加反向验证的过程，以获得匹配准确度更高的匹配点集合。该策略解决了传统特征匹配中使用单向闭环匹配策略鲁棒性不足、内点比例低的缺陷，提高了解算精度。同时在交叉检验匹配策略中利用前一时刻的运动信息缩小当前时刻特征匹配的搜索范围，降低特征点匹配的时间复杂度。针对目标函数的权重值有效性低的问题，本文将特征点在图像序列中的出现次数作为其生存周期，提出基于特征点生存周期的目标函数权值设置方法。在姿态解算中，特征点的生存周期可以有效反映其稳定性，使用其作为目标函数权值可以降低解算过程中的累积误差。本文在公开的KITTI数据集中进行算法测试，实验结果证明该方法可以实现高精度、实时的视觉里程计算。
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20.
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基于加性对偶四元数的惯性/天文组合导航算法
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钱华明 孙龙 黄蔚 刘璇《北京航空航天大学学报》,2013年第6期
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为了提高惯性/天文组合导航系统在高动态条件下的导航精度,提出了一种基于加性对偶四元数的惯性/天文组合导航算法.该算法将载体的旋转和平移统一起来,使用螺旋矢量更新对偶四元数,同时补偿圆锥误差和划船误差.推导了组合导航系统基于加性对偶四元数的误差模型和导航参数误差的计算方程;把陀螺仪和加速度计的常值误差扩充到状态变量中,随机误差作为系统噪声输入,利用星敏感器输出参数来校正陀螺漂移,通过卡尔曼滤波对状态变量进行估计.仿真结果表明:在高动态条件下,基于对偶四元数的惯性/天文导航算法的导航精度比传统算法提高2倍多.
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