慣性導航系統(tǒng)憑借其自主性強、隱蔽性好、可靠性高的優(yōu)勢,在單兵作戰(zhàn)、反恐救援中發(fā)揮越來越重要的作用。針對單兵慣性導航系統(tǒng)精度較低,在長期工作后精度下降嚴重,需要重新初始化的問題,以單兵與無人平臺的協(xié)同作業(yè)為背景,提出了一種基于移動式輔助節(jié)點的單兵導航系統(tǒng)協(xié)同快速初始化方法。該方法以目標節(jié)點的角增量、位移增量信息與測距信息作為輸入,采用粒子濾波技術對單兵導航系統(tǒng)的位置和航向進行協(xié)同估計。試驗表明,該算法最少僅需1個輔助節(jié)點即可實現較好的單兵慣導系統(tǒng)位置和航向初始化。

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【部分圖文】：

圖1 粒子傳播模型

如圖1所示,在(t-1)時刻,已知具有正常導航能力的輔助節(jié)點2的位置坐標為:p2(t-1)=[x2(t-1),y2(t-1),ψ(t-1)]T;此時位置精度較差或異常的目標節(jié)點1的實際坐標為p*1(t-1)=[x*1(t-1),y*1(t-1),ψ*1(t-1)]T。利用測距傳感....

圖2 航位推算模型

本文所提出的快速協(xié)同初始化算法是建立在具備相對航位推算能力的單兵慣性導航系統(tǒng)基礎之上,采用基于零速修正的行人航跡推算(PedestrianDeadReckoning,PDR)算法實現的單兵系統(tǒng)航位推算,具體算法參見文獻[10]。如圖2所示,假設在(t-1)時刻士兵的位置為(....

圖3 協(xié)同初始化試驗場景設置

實驗設備包括1套單兵導航系統(tǒng)及1個輔助導航節(jié)點,如圖3所示。其中單兵導航系統(tǒng)包含3個模塊,分別是團隊自主研制的足綁式導航鞋,選用Xsens公司的MTi-G710慣性測量裝置和UWB測距天線,以及差分GPS(用于記錄真實運動軌跡)。輔助導航節(jié)點安裝于試驗越野車上,包含2個主要模塊:....

圖4 協(xié)同定位軌跡圖

輔助導航節(jié)點安裝于試驗越野車上,包含2個主要模塊:1)基于DW1000的UWB無線測距單元,測量精度約為10cm,雙向測距精度為20～30cm,模塊間具備實時共享測距信息的能力;2)雙天線差分GPS,用于模擬具備定位能力的有人/無人協(xié)同作戰(zhàn)平臺導航系統(tǒng)。實驗時,行人穿著足綁式導航....

本文編號：4024590