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导航定位与授时
导航定位与授时

双月刊

导航定位与授时/CSCDCSTPCD北大核心
正式出版
收录年代

    面向智能机器人的类脑定位框架及实现方法

    李筱窦家锐韩冰心古富强...
    1-10页
    查看更多>>摘要：智能机器人需要与环境进行高效实时交互,这对位置表征的多样性和定位的实时性、适应性、鲁棒性及低功耗等提出了新的需求,给传统定位技术带来了许多新的挑战.借鉴大脑定位神经环路机理所发展的类脑定位技术为解决这些难题提供了新的技术路径.重点阐述了类脑定位原理及方法,探讨了类脑定位的系统框架及计算模型,并展望了类脑定位技术的未来发展.

    类脑定位大脑定位神经环路智能机器人类脑计算芯片类脑感知芯片

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    基于深度学习的图像深度感知SLAM综述

    渠海榕杨钊龙张海任章...
    11-27页
    查看更多>>摘要：同步定位与地图构建(SLAM)技术在精度和建图方面取得了显著进展,并广泛应用于家用机器人和自动驾驶等领域.随着深度学习和神经网络的快速发展,现阶段的神经网络已经具备从大量数据中学习普适规律的能力,而且还能作为一种新型三维表示方法.基于此,将深度学习与SLAM技术相结合的方法成为了研究热点.概述了SLAM技术与基于深度学习的图像深度感知技术结合的最新进展,对最新的方法进行了总结,并提出了一种可行的框架构建SLAM系统.其中的深度感知技术包括深度估计网络、神经辐射场(NeRF)和三维高斯喷溅(3DGS)技术,详细分析了这3种深度感知技术之间的联系以及它们在SLAM中的潜在应用,为SLAM技术的未来发展提供了一个新的视角,并为进一步的研究提供了参考.

    同步定位与地图构建深度学习图像深度估计里程计智能定位技术神经辐射场三维高斯喷溅

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    一种结合等变滤波和视觉观测网络的混合视觉惯性里程计

    胡建朗罗亚荣郭迟刘经南...
    28-46页
    查看更多>>摘要：传统的面向惯导的滤波器在设计时通常没有考虑零偏状态的几何性质,针对这一问题,提出了新的群以及群作用,并以此为基础推导了一种新的等变滤波方法.为了验证该滤波算法的性能,构建了一个基于学习的结合等变滤波和视觉观测网络的视觉惯性里程计系统,名为Deep-EqF-VIO.首先,构建了流形上的导航状态动力学系统,其次根据等变滤波原理推导了等变滤波方法,最后结合视觉观测网络构建了视觉惯性里程计系统.为了进一步提高系统性能,提出了一种融合稠密光流伪标签的预训练方法,通过光流估计任务引导视觉观测网络从输入图像中提取更加通用的几何运动特征.实验结果表明,在大多数场景中,Deep-EqF-VIO相较于同类方法有更好的表现,并且在使用预训练方法进行重新训练后,性能得到了进一步的改善,误差下降率最大达到了49.80％,具有一定的应用前景.

    视觉惯性里程计等变滤波光流估计预训练深度学习

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    融合引导搜索与渐次优化的双轴铰接式车辆狭窄空间运动规划方法

    李岱伟高亮贾博铂谢杉杉...
    47-60页
    查看更多>>摘要：铰接式车辆(AAV)由一辆动力牵引车与几辆无动力挂车组成,车辆在狭窄空间中运动时,挂车数量增多将导致避碰约束规模增加,并降低铰接式车辆运动规划任务的实时性.为此,提出了一种引导搜索与渐次优化相融合的铰接式车辆运动规划方法.首先,推导了双轴铰接式车辆通用运动学模型与规划任务约束条件;其次,考虑环境特性与铰接式车辆行为特征,对经典混合A*算法进行改进,引导搜索方向向目标节点扩展,从而生成符合铰接式车辆运动特性的初始路径;最后,以初始路径为热启动参考解,采用内点法(IPM)进行优化,将障碍物尺寸收缩后渐次扩展至原尺寸,并构建一系列避碰约束子问题以加速求解过程.仿真实验结果表明,引导搜索算法在拖曳不同级数挂车时均能够将求解效率提升40％～50％,且生成路径平滑性更优;渐次优化算法可通过减少引导搜索算法生成初始解中存在的小幅后向运动与航向角突变,以提升路径质量.

    运动规划铰接式车辆狭窄空间混合A*算法内点法

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    基于时序状态学习模型的行人惯性导航算法

    涂哲铭潘献飞陈昶昊吴文启...
    61-70页
    查看更多>>摘要：基于深度学习的行人惯性导航方法具有较强的适应性,近年来逐渐成为研究热点.然而,现有方法未充分考虑惯性数据的时序特性,缺乏时序数据的拟合能力.为进一步抑制微惯性导航系统的误差发散,建立了基于时序状态学习模型的行人惯性导航算法.与传统的行人航位推算(PDR)算法不同,此算法不依赖于传统的行人惯性导航框架,而是利用选择性两层双向状态空间模型结构,对特征编码后的隐式惯性特征向量进行时序建模,从而实现位移与不确定性估计.然后,将神经网络估计结果通过扩展卡尔曼滤波进行融合,以进一步降低误差漂移.通过行人导航实验,验证了该方法能够提升定位精度,有效抑制惯性误差发散,实现精准的行人导航.相较于紧耦合可学习惯性里程计(TLIO)方法,绝对轨迹误差和位移漂移率分别降低了32.35％和41.27％.

    惯性导航智能自主导航深度学习行人导航

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    地基GNSS水汽层析研究进展与展望

    赵庆志蒋朵朵郭宏武李祖锋...
    71-83页
    查看更多>>摘要：地基GNSS水汽层析技术是GNSS气象学的重要分支,利用该技术可实现三维大气水汽场反演,对于极端天气监测和气象灾害预警预报等具有重要意义.地基GNSS水汽层析技术经过近30年的发展,逐步形成了较为完善的理论与方法体系,实现了高精度、高时空分辨率三维水汽信息反演,并在大气水汽监测和降水预警预报中得到越来越多的创新应用.对地基GNSS水汽层析技术在层析模型设计矩阵构建、层析方程观测数据利用、水汽层析模型解算、层析结果影响因素分析及其应用方面的研究现状进行了综合梳理与总结,并分析了其未来发展方向.

    GNSS水汽监测水汽层析GNSS气象学三维水汽对流层延迟

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    GNSS授时干扰技术发展综述

    陈力超曾芳玲欧阳晓凤芮梓轩...
    84-99页
    查看更多>>摘要：随着全球卫星导航系统(GNSS)的发展,其授时功能已广泛应用于电力、通信等国家关键基础设施与国防领域.但由于卫星导航信号固有的脆弱性,授时服务极易受到恶意干扰,卫星授时安全日益受到世界关注.目前现行技术大都以干扰导航定位目的为主,对授时的干扰往往容易被忽略,实际上对授时结果的干扰对目标的危害性更大且极为隐蔽.首先,从授时基本干扰方式、授时干扰技术和授时干扰效果评估技术3个方面梳理了GNSS有意授时干扰关键技术的研究现状.其次,分析了GNSS授时干扰技术目前存在的科学问题.最后,对相关技术未来的发展趋势进行了展望.

    卫星授时安全压制干扰欺骗干扰干扰效果评估GNSS

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    基于测距信息辅助深度优化的低空飞行器单目视觉惯性里程计

    朱倩倩张迪赖际舟王大元...
    100-112页
    查看更多>>摘要：在卫星拒止的未知场景中,视觉惯性融合技术可作为卫星的有效替代,为飞行器提供准确的导航信息.然而在低空场景中,传统视觉惯性里程计(VIO)方案存在尺度估计不准确、容易发散及精度较低等问题.针对上述问题,提出了一种由激光测距仪/气压高度计辅助深度优化的低空飞行器单目VIO方案,以改善尺度恢复的准确性.首先,设计了基于基线约束及参考高度的鲁棒深度估计初始化方法,通过约束基线长度以提高三角化的准确性,并构建了由参考高度辅助的初始深度筛选机制以实现对深度结果的优选.随后,提出了一种基于机动状态和平面假设的深度自适应填充策略,旨在抑制尺度缺失引发的定位发散问题.最后,基于多状态约束卡尔曼滤波器(MSCKF),融合惯性以及被测距信息修正的视觉信息对飞行器位姿进行更新.为验证所提方法,构建了搭载视觉/惯性/测距传感器的无人机试验平台,并在低空场景下开展试验验证.结果表明,与传统算法相比,所提方法定位精度平均提升61％.

    视觉惯性里程计多状态约束卡尔曼滤波器低空飞行器尺度恢复测距传感器

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    基于冗余GNSS观测的RTK/INS紧组合方法

    蔡灿烽许智理申志恒李昕...
    113-122页
    查看更多>>摘要：为了解决传统全球卫星导航系统(GNSS)与惯性导航系统(INS)的紧组合方法在隧道、高架等复杂场景下定位精度退化、相位模糊度固定率低的问题,提出了一种基于冗余GNSS观测的RTK/INS紧组合方法,可以紧密集成任意个GNSS终端,通过大量的冗余观测与改进卫星几何构型,有效提高了系统的定位性能.实验验证与定量分析表明,该方法在城市环境中能够稳定实现厘米级的精度,在卫星数急剧减少的复杂场景下与单天线紧组合方法相比,显著改善了定位效果,将最大误差由接近3 m约束到了1 m以内,并将模糊度固定率提高了20％.

    冗余GNSS观测组合导航RTK/INS紧组合模糊度固定

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    亚轨道飞行器的惯性/天文/卫星多源稳健融合导航方法

    杨曙宁王鼎杰张洪波汤国建...
    123-131页
    查看更多>>摘要：为保证亚轨道飞行器导航系统在复杂环境下的精度和鲁棒性,针对卫星导航观测量异常粗差和大气密度误差引起的混合故障问题,提出了一种惯性/天文/卫星多源稳健融合导航方法.在惯性/卫星子系统利用双因子等价权调整滤波增益矩阵,能够削弱卫星导航相关观测时故障信息对状态估计的不良影响;在惯性/天文子系统利用惯性导航定位信息,设计了一种惯导辅助的星光折射故障诊断算法,可以有效检测和隔离大气密度误差引起的星光折射导航故障.对含有上述故障信息的场景进行了仿真,结果表明,该算法能够有效处理卫星导航观测异常和星光折射导航定位故障对导航结果的影响,具有较强的容错性能.在故障条件下,定位精度可控制在70 m左右,定速精度小于0.2 m/s,定姿精度在10"以内.

    卫星导航星光折射导航多源融合导航故障检测鲁棒滤波算法

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