GNSS/IMU与里程计紧-松耦合的因子图融合定位方法

作     者：崔晓珍 周琪 武东杰 吴汶鸿 陈步什 仲训昱 

作者机构：厦门大学航空航天学院 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 

出 版 物：《武汉大学学报(信息科学版)》 (Geomatics and Information Science of Wuhan University)

年 卷 期：2024年第10期

页      面：1911-1921页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：航空科学基金(201908068003) 

主　　题：组合导航 因子图 松耦合 紧耦合 多源融合 

摘      要：开展了不同深度的信息融合对微惯性导航（micro inertial navigation system,M-INS）与全球导航卫星系统（global navigation satellite system,GNSS）组成的导航系统精度的影响研究，以及室内外一体化定位研究。首先，基于因子图优化（factor graph optimization,FGO）算法分别建立M-INS/GNSS单点定位的松耦合系统和M-INS/伪距/多普勒速度的紧耦合系统，并通过实验验证紧耦合设计的优势。然后，将视觉惯性里程计（visual inertial odometry,VIO）因子以松耦合的方式接入紧耦合M-INS/GNSS系统的因子结构中，提出了基于FGO紧-松耦合的多源融合算法模型。最后，通过实验验证系统的定位精度和室内外一体化定位能力。实验结果表明，在无法观测到4颗卫星而导致无法获得单点定位解时，M-INS/GNSS紧耦合系统的定位精度可以达到M-INS/GNSS松耦合系统的2倍；基于FGO的M-INS/GNSS/VIO紧-松耦合系统能够无缝应对室内外环境之间的变化，在GNSS或VIO任意一种传感器突然失效的情况下保证持续可靠定位，东、北向的平均误差比基于滤波方法的M-INS/GNSS/VIO系统精度分别提升了53.98%、54.74%。