受PI启发的惯性先验辅助的GNSS拒止下自主无人机半直接视觉导航
机器人学
2023-03-03 v2
摘要
本文提出一种方法,通过用基于GNSS(全球导航卫星系统)拒止惯性导航系统输出的先验来补充其位姿估计非线性优化,以减小安装在UAV(无人驾驶飞行器)上的基于SVO(半直接视觉里程计)的视觉导航系统所经历的位姿(位置加姿态)漂移。该方法受PI(比例积分)控制系统启发,其中姿态、高度和爬升率惯性输出作为目标,以确保视觉估计不偏离其惯性对应量太远。所得到的IA-VNS(惯性辅助视觉导航系统)在自主固定翼低SWaP(尺寸、重量和功耗)无人机的GNSS拒止导航固有的水平位置漂移上实现了大幅降低。此外,IA-VNS可被视为能够提供观测给惯性滤波器的虚拟增量位置(地速)传感器。采用两个涉及GNSS信号丢失的代表性场景的随机高保真蒙特卡洛仿真来评估结果,并分析其对飞机飞越地形类型以及先验所基于的机载传感器质量的敏感性。作者将导航算法和高保真仿真均以C++实现作为开源软件发布。
引用
@article{arxiv.2205.13242,
title = {GNSS-Denied Semi Direct Visual Navigation for Autonomous UAVs Aided by PI-Inspired Inertial Priors},
author = {Eduardo Gallo and Antonio Barrientos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.13242},
year = {2023}
}
备注
35 pages, 20 figures