基于Sigma-point卡尔曼滤波的INS/Vision相对导航方法研究

Abstract

针对无人机编队常用的leader-follower（领航-跟随）飞行模式,提出了一种考虑视觉导航设备输出时间延迟问题的INS/Vision相对导航方法,给出了leader与follower之间的相对惯导方程以及相对视线矢量测量原理。由于INS/Vision相对导航系统是一个强非线性系统,采用Unscented卡尔曼滤波融合相对惯导信息和相对视线矢量信息,从而估计出leader与follower之间的相对位置、相对速度和相对姿态,受姿态四元数的归一化限制,在滤波中采用罗德里格斯参数作为姿态误差状态,对于视觉导航系统量测量存在时间延迟的问题,给出了延迟后的量测量与当前惯导信息融合的方法,最后通过仿真研究证明了方法的有效性。