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| 惯性导航系统(INS)以其自主导航的特点成为了目前最为重要的导航设备之一,但是惯性导航系统会随着时间的增加发生漂移,误差逐渐增大,无法应用于无人机等长时间的飞行或对环境的监测。因此,提出了一种基于偏振光的航向角检测对惯性导航系统的辅助方法,搭建的光学采集系统由三个微小型的大视场摄像头模组和偏振片构成,使得结构更加紧凑,体积更小,高度更低。首先,基于大气偏振模式的偏振光导航利用瑞利散射模型固有的自然属性,很难遭到人为破坏且精度不会随着时间的增长受到任何的影响,极易适用于在弱/无卫星信号环境下无人机长时间的飞行。然后利用搭建的三通道偏振成像系统对晴朗天气下全天域的载体航向角进行了测量。通过长时间的实验测试表明,三通道偏振成像系统解算的航向角最大误差为0.3142°,最小误差为0.0987°,而惯性导航系统以每小时1°的误差持续增长,如果将偏振光对航向角的测量用于辅助惯性系统在导航中的应用将会大大地降低惯性系统的误差漂移。因此偏振光和惯性系统的组合导航将逐渐用于无卫星信号环境下无人机的长时间飞行中,可摆脱美国GPS的限制,扩大无人机执行任务的范围。 |
| 关键词: 自然偏振光、惯性导航系统、航向角、辅助 |
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| 基金项目:国家自然科学基金青年基金(61905172), 博士科研启动(20192015),来晋优秀博士奖励资金项目(20192068) |
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