[發(fā)明專利]一種GNSS與V-SLAM融合定位方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110721822.9
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113433576B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 涂銳;馮祎;盧曉春;韓軍強;張鵬飛;王思遙;張睿;范麗紅;洪菊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院國家授時中心
• 主分類號: G01S19/48
• 分類號: G01S19/48;G01C21/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 楊媛媛

本發(fā)明公開了一種GNSS與V?SLAM融合定位方法及系統(tǒng)。所述方法，包括：獲取接收機采集的目標(biāo)載體的GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)和視覺傳感器采集的目標(biāo)載體的圖像數(shù)據(jù)；基于GNSS定位方法解算GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)，得到GNSS定位結(jié)果；基于ORB?SLAM2系統(tǒng)解算圖像數(shù)據(jù)，得到視覺導(dǎo)航結(jié)果；采用卡爾曼濾波方法將GNSS偽距或GNSS定位結(jié)果和視覺導(dǎo)航結(jié)果進(jìn)行融合，得到目標(biāo)載體的位置。本發(fā)明能實現(xiàn)惡劣環(huán)境下的高精度、持續(xù)導(dǎo)航定位。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航定位領(lǐng)域，特別是涉及一種GNSS與V-SLAM融合定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GlobalNavigation?Satellite?System，GNSS)在開闊環(huán)境下能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的高精度導(dǎo)航定位功能，但是在遮擋、干擾和欺騙的環(huán)境下，GNSS的可用性、可靠性、連續(xù)性、精度都會受到嚴(yán)重影響。因此，如何解決弱GNSS環(huán)境下GNSS導(dǎo)航定位精度和連續(xù)性受到嚴(yán)重影響的問題，成為目前亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，本發(fā)明實施例提供一種GNSS與V-SLAM融合定位方法及系統(tǒng)，以實現(xiàn)惡劣環(huán)境下的高精度、持續(xù)導(dǎo)航定位。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種GNSS與V-SLAM融合定位方法，包括：

獲取接收機采集的目標(biāo)載體的GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)和視覺傳感器采集的所述目標(biāo)載體的圖像數(shù)據(jù)；

基于GNSS定位方法解算所述GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)，得到GNSS定位結(jié)果；所述GNSS定位結(jié)果包括GNSS位置和GNSS速度；

基于ORB-SLAM2系統(tǒng)解算所述圖像數(shù)據(jù)，得到視覺導(dǎo)航結(jié)果；所述視覺導(dǎo)航結(jié)果包括視覺導(dǎo)航位置和視覺導(dǎo)航速度；

采用卡爾曼濾波方法將GNSS數(shù)據(jù)和所述視覺導(dǎo)航結(jié)果進(jìn)行融合，得到所述目標(biāo)載體的位置；所述GNSS數(shù)據(jù)為所述GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)或所述GNSS定位結(jié)果。

可選的，所述采用卡爾曼濾波方法將GNSS數(shù)據(jù)和所述視覺導(dǎo)航結(jié)果進(jìn)行融合，得到所述目標(biāo)載體的位置，具體包括：

判斷衛(wèi)星數(shù)目是否小于設(shè)定數(shù)目；

若是，則建立緊組合模型，并采用卡爾曼濾波方法對所述緊組合模型進(jìn)行解算，得到目標(biāo)載體的位置；

若否，則建立松組合模型或緊組合模型，并采用卡爾曼濾波方法對所述松組合模型或所述緊組合模型進(jìn)行解算，得到目標(biāo)載體的位置；

所述松組合模型的建立方法為：

根據(jù)所述GNSS定位結(jié)果和所述視覺導(dǎo)航結(jié)果建立松組合模型；

所述緊組合模型的建立方法為：

根據(jù)所述GNSS偽距觀測數(shù)據(jù)計算所述衛(wèi)星的偽距，根據(jù)所述視覺導(dǎo)航結(jié)果計算相對位置變化和速度誤差，并基于所述偽距、所述相對位置變化和所述速度誤差，建立緊組合模型。

可選的，所述松組合模型包括：松組合模型狀態(tài)方程和松組合模型觀測方程；

所述松組合模型狀態(tài)方程為：

X_LC,k+1＝Φ_LC,k+1,kX_LC,k+w_k；

所述松組合模型觀測方程為：

z_LC,k+1＝H_k+1X_LC,k+1+v_k+1；