利用成对通信测距与磁异常测量的协同导航
系统与控制
2020-06-11 v2 系统与控制
摘要
本文解决了 GNSS 拒止环境下一小群无人机（UAVs）的协同定位问题。所提方法包含两个顺序步骤：首先，一种称为协同测距定位的算法，表述为扩展卡尔曼滤波器（EKF），利用车际测距测量估计群内每架 UAV 的相对位姿；其次，一种称为协同磁定位的算法，表述为粒子滤波器，通过将群体的磁异常测量与给定磁异常图匹配来估计每架 UAV 的全局位姿。本研究中，假设每架 UAV 在任何时刻仅与另一架 UAV 进行测距测量与数据交换。开发了一个仿真器，利用从航空地球物理勘测获取的磁异常图对算法进行评估。仿真结果表明，16 架 UAV 组成的群体在飞行约 180 公里、历时 1 小时后，平均估计位置误差约为 20 米。敏感性分析显示，算法可容忍速度、偏航率及磁异常测量噪声的大幅变化。此外，随着更多 UAV 加入群体，该 UAV 群体在高分辨率与低分辨率地图下均表现出改进的位置估计鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2005.09541,
title = {Cooperative Navigation Using Pairwise Communication with Ranging and Magnetic Anomaly Measurements},
author = {Chizhao Yang and Jared Strader and Yu Gu and Aaron Canciani and Kevin Brink},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.09541},
year = {2020}
}