[發(fā)明專利]基于視覺輔助技術(shù)對地形參考導航精度提升定位修正方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010006227.2
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN113074722A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 翟飛相;尹超;劉爽;孫萍;王亞許;李東岳
• 申請（專利權(quán)）人: 上海航空電器有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C5/00
• 代理公司: 上海世圓知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31320
• 代理人: 顧俊超

1.基于視覺輔助技術(shù)對地形參考導航精度提升定位修正方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟A，視覺傳感器獲取圖像信息vision；

步驟B，視覺導航系統(tǒng)生成焦平面上的測量值與地標坐標值之間的關(guān)系u_k,v_k，,其中u_k=f(y^c_k/x^c_k), v_k=f(y^c_k/z^c_k),x,y,z分別表示焦平面上的投影坐標，相機的焦平面上的界標測量獲得導航輸出的導航等式,pⁿ_k- pⁿ_u=r_kcⁿ_bc^b_cp^c_k,下標k表示地標的索引，而pⁿ_k是地標的已知位置矢量，b，c和n分別表示航空器框架，相機框架和導航框架；pⁿ_u是導航框架中車輛的三維位置矢量，r_k 是焦平面上的投影地標與相機幀中的實際地標的距離比，cⁿ_b和c^b_c是從主體框架到導航框架的方向余弦矩陣和從相機框架到主體框架的方向余弦矩陣，c^b_c是一個常數(shù)矩陣；

步驟C，地形測量系統(tǒng)將獲取的實測地形高度hs發(fā)送給數(shù)字地圖模塊；

步驟D，結(jié)合地形測量系統(tǒng)發(fā)送的獲取的實測地形高度hs，數(shù)字地圖模塊生成地形剖面；

步驟E，視覺導航系統(tǒng)發(fā)送焦平面上的測量值與地標坐標值之間的關(guān)系u_k,v_k給地形匹配系統(tǒng)；

步驟F，數(shù)字地圖模塊發(fā)送生成的地形剖面給地形匹配系統(tǒng)；

步驟G，地形匹配系統(tǒng)對接收到的焦平面上的測量值與地標坐標值之間的關(guān)系u_k,v_k和地形剖面進行分析，輸出位置修正信息；

步驟H，地形匹配系統(tǒng)將步驟F生成的位置修正信息發(fā)送給慣性導航系統(tǒng)；

步驟I，雷達高度表將測得的實時雷達高度數(shù)據(jù)h發(fā)送給計算機；

步驟J，大氣數(shù)據(jù)計算機將測得的實時大氣飛行數(shù)據(jù)信息（包括空速v1，真空速v2，馬赫數(shù)Ma、大氣靜溫c、迎角α等）發(fā)送給計算機；

步驟K，慣性導航系統(tǒng)對地形匹配系統(tǒng)發(fā)來的位置修正信息進行分析計算處理，得到位置p,速度v,姿態(tài)s信息；

步驟L，慣性導航系統(tǒng)將得到的位置p,速度v,姿態(tài)s信息發(fā)送給計算機；

步驟M，計算機對由慣性導航系統(tǒng)得到的位置p,速度v,姿態(tài)s信息和由雷達高度表測得的實時雷達高度數(shù)據(jù)h以及大氣數(shù)據(jù)計算機測得的實時大氣飛行數(shù)據(jù)信息（包括空速v1，真空速v2，馬赫數(shù)Ma、大氣靜溫c、迎角α等）三者進行綜合計算分析；

步驟N，計算機將分析結(jié)果分別發(fā)送給慣性導航系統(tǒng)和卡爾曼濾波計算模塊，用于更新航空器實時位置信息；

步驟O，卡爾曼濾波計算模塊將估計誤差分別返回給視覺導航系統(tǒng)和慣性導航系統(tǒng)；

步驟P，重復(fù)步驟A至步驟O，對航空器的位置進行持續(xù)實時修正。