摘要：无人飞行器自主导航系统作为无人机自主控制的核心,是制约无人机性能提升的关键因素。传统的惯导/GPS组合导航系统受其自主性、稳定性等限制无法满足无人机导航需求。在分析视觉导航特性的基础上,针对无人飞行器复杂运动特性,设计了基于非线性尺度空间的双目视觉三维位姿估计算法。在此基础上,针对双目视觉导航存在的位姿估计误差累积问题,提出了基于惯导/视觉融合的无人飞行器位置和姿态估计算法,利用卡尔曼滤波实现惯导与视觉信息的融合。通过仿真验证和实际跑车验证结果表明,提出的双目视觉位姿估计算法相比SIFT算法能够有效提高视觉图像特征检测准确度,惯导/视觉组合算法能够有效提高位姿估计精度,组合定位精度优于2.5 m。

关键词：捷联惯导导航 双目视觉导航 非线性尺度空间 组合导航 卡尔曼滤波 

单位：南京航空航天大学直升机旋翼动力部级重点实验室 南京210016 南京航空航天大学导航研究中心 南京210016