本實(shí)用新型涉及導(dǎo)航勘測技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種融合導(dǎo)航處理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來，單目視覺導(dǎo)航系統(tǒng)，其可靠性高，短期精度好且不受距離的影響，能夠高頻率的輸出位置、速度和姿態(tài)等多種導(dǎo)航信息，但其誤差會(huì)隨時(shí)間累積。針對(duì)單目視覺和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)各自的優(yōu)點(diǎn)與不足，在勘測導(dǎo)航技術(shù)領(lǐng)域，研究人員更青睞于將兩種導(dǎo)航系統(tǒng)有機(jī)地組合，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和可靠性。

針對(duì)慢速率的視覺導(dǎo)航系統(tǒng)與快速率的慣導(dǎo)系統(tǒng)之間的組合所引起的多速率采樣問題，傳統(tǒng)單速率濾波方法通常將濾波周期選取為慢速率采樣周期或者采樣周期的最小公倍數(shù)，會(huì)令數(shù)據(jù)更新率降低，導(dǎo)致濾波性能的下降。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種融合導(dǎo)航處理系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案：

一種融合導(dǎo)航處理系統(tǒng)，主要包括：視覺導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)、多速率卡爾曼信息融合算法處理器，所述視覺導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有一個(gè)視覺相機(jī)，所述視覺相機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)視覺敏感器，視覺相機(jī)連接圖像采集卡，圖像采集卡連接圖像處理器，圖像處理器連接單目視覺算法處理器。

所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有一個(gè)加速度計(jì)陀螺，所述加速度計(jì)陀螺內(nèi)設(shè)有慣性敏感器，加速計(jì)陀螺連接慣性導(dǎo)航解算處理器。

進(jìn)一步的方案，所述姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)連接有一個(gè)航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)追蹤器，所述航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)追蹤器分別連接視覺導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

進(jìn)一步的方案，所述多速率卡爾曼信息融合算法處理器通過慣性元件分別連接慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和視覺導(dǎo)航系統(tǒng)以及姿態(tài)軌道導(dǎo)航系統(tǒng)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：采用快速率慣性導(dǎo)航和慢速率視覺導(dǎo)航融合的導(dǎo)航方式，取長補(bǔ)短，充分發(fā)揮各自的優(yōu)點(diǎn)，提高了導(dǎo)航系統(tǒng)的性能和可靠性。同時(shí)，較好的解決了不同導(dǎo)航方式的濾波周期不同而產(chǎn)生的誤差，從而進(jìn)行最優(yōu)估值濾波。

附圖說明

圖1為一種融合導(dǎo)航處理系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型實(shí)施例中，一種融合導(dǎo)航處理系統(tǒng)，主要包括：視覺導(dǎo)航系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)、多速率卡爾曼信息融合算法處理器，所述視覺導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有一個(gè)視覺相機(jī)，所述視覺相機(jī)內(nèi)設(shè)有一個(gè)視覺敏感器，視覺相機(jī)連接圖像采集卡，圖像采集卡連接圖像處理器，圖像處理器連接單目視覺算法處理器。

所述慣性導(dǎo)航系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有一個(gè)加速度計(jì)陀螺，所述加速度計(jì)陀螺內(nèi)設(shè)有慣性敏感器，加速度計(jì)陀螺連接慣性導(dǎo)航解算處理器。

所述姿態(tài)軌道控制系統(tǒng)連接有一個(gè)航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)追蹤器，所述航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)追蹤器分別連接視覺導(dǎo)航系統(tǒng)和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)。

所述多速率卡爾曼信息融合算法處理器通過慣性元件分別連接慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和視覺導(dǎo)航系統(tǒng)和姿態(tài)軌道導(dǎo)航系統(tǒng)。

具體實(shí)施過程中，慣性導(dǎo)航系統(tǒng)中的加速度計(jì)陀螺是一種慣性敏感元件，對(duì)航天器相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的加速度和角度參數(shù)進(jìn)行快速率采樣，采樣數(shù)據(jù)經(jīng)過慣性導(dǎo)航解算處理器算出位置、速度、姿態(tài)、角速度等導(dǎo)航信息。由于慣性敏感元件自身的漂移會(huì)讓系統(tǒng)產(chǎn)生隨時(shí)間積累的誤差，所以再用視覺導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行修正。

視覺導(dǎo)航系統(tǒng)中的視覺相機(jī)內(nèi)設(shè)視覺敏感器，通過圖像采集卡對(duì)目標(biāo)特征光標(biāo)進(jìn)行圖像采集，經(jīng)過圖像處理器處理后，再通過單目視覺算法處理器算出相對(duì)位置和姿態(tài)角度等導(dǎo)航參數(shù)。

再將視覺導(dǎo)航系統(tǒng)與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的位置、角度和姿態(tài)的差值作為量測值輸入給多速率卡爾曼信息融合算法處理器，這樣能較好的解決視覺和慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的采樣周期不相同的問題，在濾波過程中，多速率卡爾曼算法先選取最小的濾波周期的導(dǎo)航信息，對(duì)是否有慢速率視覺量測信息進(jìn)行判斷，當(dāng)濾波時(shí)沒有慢速率視覺導(dǎo)航量測值，濾波器只進(jìn)行時(shí)間更新；當(dāng)濾波時(shí)出現(xiàn)慢速率視覺導(dǎo)航量測值，濾波器同時(shí)進(jìn)行時(shí)間更新和量測更新。

因視覺導(dǎo)航采樣周期不固定，或者在濾波時(shí)，視覺導(dǎo)航采樣點(diǎn)如出現(xiàn)異常的中斷，即認(rèn)為沒有出現(xiàn)視覺量測信息，繼續(xù)進(jìn)行濾波的時(shí)間更新。這樣提高了系統(tǒng)冗余性，解決了傳統(tǒng)的濾波器因某子系統(tǒng)的測量更新失敗就會(huì)造成濾波性能下降的問題。

此外，應(yīng)當(dāng)理解，雖然本說明書按照實(shí)施方式加以描述，但并非每個(gè)實(shí)施方式僅包含一個(gè)獨(dú)立的技術(shù)方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)將說明書作為一個(gè)整體，各實(shí)施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當(dāng)組合，形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實(shí)施方式。