基于多GNSS接收机的激光三维建图鲁棒无人机位姿估计
机器人学
2024-08-13 v1
摘要
小型无人机(UAV)已广泛用于遥感和航空测绘等多种应用。使用配备激光扫描仪的小型无人机进行直接三维(3D)建图是众多遥感应用所需的。在直接三维建图中，构建三维地图需要关于无人机位置和姿态的精确信息。在本研究中，我们提出一种新颖且鲁棒的技术，通过采用多个低成本轻量全球导航卫星系统(GNSS)天线/接收机来估计小型无人机的位置和姿态。利用多个GNSS接收机的“冗余”，我们通过采用单频GNSS接收机增强了实时动态(RTK)-GNSS的性能。该方法由两种途径组成：混合GNSS固定解和GNSS信号强度一致性检验。使用单频GNSS接收机的RTK-GNSS的固定率可通过在多天线中组合多个RTK-GNSS固定解而大幅提高。此外，利用多个GNSS天线检测多径信号，可进一步增强定位精度和固定率。在本研究中，我们开发了一个配备六个GNSS天线/接收机的原型无人机。静态测试结果表明，所提技术能增强多径环境下位置和姿态估计的精度。飞行测试表明，所提系统能生成精度为5 cm的三维地图。
引用
@article{arxiv.2312.02485,
title = {Robust UAV Position and Attitude Estimation using Multiple GNSS Receivers for Laser-based 3D Mapping},
author = {Taro Suzuki and Daichi Inoue and Yoshiharu Amano},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.02485},
year = {2024}
}
备注
Proceedings of IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS) 2019