CN113939712A - 基于运输设备取景器传送的信息重置运输设备惯性单元的方法和装置 - Google Patents
基于运输设备取景器传送的信息重置运输设备惯性单元的方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113939712A CN113939712A CN202080040515.8A CN202080040515A CN113939712A CN 113939712 A CN113939712 A CN 113939712A CN 202080040515 A CN202080040515 A CN 202080040515A CN 113939712 A CN113939712 A CN 113939712A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- transport device
- inertial unit
- landmark
- calculated
- resetting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 2
- 239000004277 Ferrous carbonate Substances 0.000 description 1
- 241001632004 Tetrahymena sp. SIN Species 0.000 description 1
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N hydrochloric acid Substances Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Substances [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/165—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation combined with non-inertial navigation instruments
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/10—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration
- G01C21/12—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning
- G01C21/16—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 by using measurements of speed or acceleration executed aboard the object being navigated; Dead reckoning by integrating acceleration or speed, i.e. inertial navigation
- G01C21/183—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects
- G01C21/188—Compensation of inertial measurements, e.g. for temperature effects for accumulated errors, e.g. by coupling inertial systems with absolute positioning systems
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C21/00—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00
- G01C21/26—Navigation; Navigational instruments not provided for in groups G01C1/00 - G01C19/00 specially adapted for navigation in a road network
- G01C21/34—Route searching; Route guidance
- G01C21/3453—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments
- G01C21/3476—Special cost functions, i.e. other than distance or default speed limit of road segments using point of interest [POI] information, e.g. a route passing visible POIs
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C25/00—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass
- G01C25/005—Manufacturing, calibrating, cleaning, or repairing instruments or devices referred to in the other groups of this subclass initial alignment, calibration or starting-up of inertial devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Navigation (AREA)
- Image Analysis (AREA)
- Aiming, Guidance, Guns With A Light Source, Armor, Camouflage, And Targets (AREA)
Abstract
本发明涉及一种用于基于由运输设备的取景器传送的信息来重置所述运输设备的惯性单元的方法和装置。根据本发明：从惯性单元(110)获得运输设备(MT)的水平速度向量和该运输设备的坐标，获得所述取景器(120)在至少一个地标上的水平视线，获得(130)所述至少一个地标的坐标，计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的角度，计算计算出的所述角度的漂移，基于所获得的坐标，计算出的角度及其计算出的漂移来计算误差，以及将计算出的误差被传送到卡尔曼滤波器来对所述惯性单元(110)进行滤波误差和重置。
Description
技术领域
本发明涉及用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的方法和装置。
背景技术
运输设备，例如飞行器、陆地载具或船，通常使用惯性单元来导航。惯性单元能够综合运输设备的运动，例如加速度和角速度，以估计其定向(滚动、俯仰和航向角)、其线速度以及其位置。位置估计相对于起始点或用于更新运输设备的位置、速度和姿态估计的最后重置点。
惯性导航单元通常包括惯性核心以及可选的惯性核心支撑平台，该惯性核心支撑平台被设计成将惯性核心保持在惯性参考系中。惯性核心包括沿测量框架的轴线设置的惯性传感器，例如陀螺仪和加速度计。在初始对准操作期间估计地理参考系之后，陀螺仪测量测量框架相对于地理参考系的角旋转，并且提供运输设备在地理参考系中的姿态。加速度计测量加速度，加速度投影到地理参考系中的加速度然后针对地球重力场进行校正，然后进行一次积分以提供速度，然后再次积分以提供位置并更新地理参考系。惯性单元的准确性直接依赖于惯性传感器的误差，并且在长期惯性导航的情况下，位置误差主要依赖于陀螺仪的准确性。陀螺仪的准确性受到漂移误差、比例因子误差和轴线设定误差的影响。
那么必须重置惯性单元。
对惯性单元进行重置是为了校正在运输设备的导航期间累积的误差。使用外部信息源并且使用诸如卡尔曼滤波器的滤波系统来执行重置，外部信息源进行除了由惯性单元进行的测量之外的测量。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的方法和装置，该方法和装置不使用对运输设备与地标之间的距离的测量结果。这避免了使用雷达型装置，雷达型装置通常基于发射电磁波或声波，并且因此不易被电磁波或声波检测装置检测到。
为此，本发明涉及一种基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的装置，其特征在于，所述装置包括：
-用于从所述惯性单元获得所述运输设备的水平速度向量和所述运输设备的坐标的单元，
-用于获得从所述取景器在至少一个地标上的水平视线的单元，
-用于获得至少一个地标的坐标的单元，
-用于计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的在水平面中的角度的单元，
-用于计算计算出的角度的漂移的单元，
-用于基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算误差的单元，
-用于将计算出的误差传送到卡尔曼滤波器以对所述惯性单元进行误差滤波和重置的单元。
本发明还涉及一种用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-从所述惯性单元获得所述运输设备的水平速度向量和所述运输设备的坐标，
-获得从所述取景器在至少一个地标上的水平视线，
-获得至少一个地标的坐标，
-计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的在水平面中的角度，
-计算计算出的角度的漂移，
-基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算误差，
-将计算出的误差传送到卡尔曼滤波器，以对所述惯性单元进行误差滤波和重置。
因此，可以重置惯性单元而不必知道运输设备与至少一个地标分开的距离。这使得可以避免使用通常不是非常谨慎的遥测仪器来重置惯性单元。
根据特定实施方式，所述运输设备的坐标是所述运输设备的纬度、经度和高度，并且所述至少一个地标的所述坐标是至少一个地标的所述纬度和所述经度。
根据特定实施方式，所述惯性单元为所述取景器提供该运输设备相对于地理参考系的定向，以允许在水平面中对视线进行定位。
根据特定实施方式，仅在计算出的漂移不等于零的情况下才计算所述误差。
因此，本发明确保仅在有利条件下执行重置。
根据特定实施方式，在0.1至10秒之间的时间段上计算漂移。
因此，增加了重置的准确性。
根据特定实施方式，误差根据以下算式计算：
其中θ是计算出的角度，θ’是θ的漂移，Vxg、Vyg是所述运输设备的所述水平速度向量的坐标，zg是所述运输设备的高度，Lo、La是所述运输设备的纬度和经度，并且Loamer、Laamer是地标的纬度和经度。
本发明还涉及一种飞行器，其特征在于，其包括用于对惯性单元进行重置的装置。
本发明还涉及一种船，其特征在于，其包括用于对惯性单元进行重置的装置。
本发明还涉及一种潜水器，其特征在于，其包括用于对惯性单元进行重置的装置。
本发明还涉及存储在信息载体上的计算机程序，所述程序包括当由计算机系统加载和运行时用于实现前述方法的指令。
附图说明
通过阅读以下对示例性实施方式的描述，本发明的上述和其他特征将变得更加清楚，所述描述结合附图提供，在附图中：
图1示出了实施本发明的运输设备；
图2是运输设备沿着设置了地标的路线的导航在水平面中的投影的示例；
图3是在运输设备的路线中在两个不同时间获得的信息的示例；
图4是根据本发明的用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的系统的示例；
图5示出了根据本发明的用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的算法的示例；
图6示出了根据本发明特定实施方式的地标位置传送模块的架构。
具体实施方式
图1示出了实施本发明的运输设备。
运输设备MT例如是飞行器、陆地载具、潜水器或船。
运输设备MT包括惯性单元110、取景器120、地标位置传送模块130和重置装置100。
惯性单元110包括沿测量框架的轴线设置的惯性传感器，例如陀螺仪和加速度计。陀螺仪测量测量框架相对于地理参考系的角旋转，并提供运输设备MT在地理参考系中的姿态。加速度计测量投影到地理参考系中的加速度，然后针对地球重力场进行校正，然后积分一次以提供速度，然后再次积分以提供位置。
惯性单元110根据本发明由重置装置100重置，尤其是基于由取景器120提供的根据由地标位置传送模块130提供的地标位置对地标的观察向量或水平视线、以及基于由惯性单元110测量的运输设备MT的水平速度向量。
取景器120或观察头被锁定在至少一个地标的位置上。在至少一个地标的位置上的锁定是基于由与视线成一体的陀螺仪三面体提供的陀螺仪信息来执行的。视线被锁定在由图1中未示出的图像捕获装置捕获的图像的一部分上。
在潜水器的情况下，取景器120可以是无源声纳，其提供声发射的水下和沿海表示，其中可以识别特定的发射点，起到由飞行器或船的光学取景器看到的地标的作用。
根据特定实施方式，取景器连接到地标位置传送模块130。
图2是运输设备沿着设置有地标的路线的导航在水平面中的投影的示例。
运输设备MT经过路线Pr，沿着该路线设置有地标Am1至Am5，地标Am1至Am5的位置是已知的并存储在地标位置传送模块130中。当一个或更多个地标在运输设备MT的范围内时，在运输设备在地标的检测周界内的情况下，观察头指向地标。
地标Am1至Am5例如是用于海上导航的沿海灯塔、用于空中导航的地理地标。
地标Am1至Am5的检测周界在图2中分别表示为P1至P5。
方位角或航向是运输设备MT的方向与参考方向(例如北方)之间在水平面中的角度。
在图2的示例中，观察头120沿着投影在水平面中的视线Lv指向地标Am1。
在图2中，示出了运输设备MT和地标Am1之间的与水平速度V正交的横向水平距离dt以及运输设备MT与地标Am1之间的根据水平速度V的纵向水平距离dl。根据本发明，这些距离是未知的。
图3是在运输设备MT的路线中在两个不同时间t1和t2获得的信息的示例。
在时间t1和t2之间在纵向平面中沿dl行进的距离表示为31并且等于V.Δt。
在垂直于V的水平面中的距离dt在图3中表示为36，并且等于V.Δt.sinθ/tanΔθ，其中在图3中表示为30的θ是运输设备的水平速度向量V与水平视线Lv之间的角度，在图3中表示为35的Δθ是在时间t1和t2确定的角度θ之间的差。
图3中表示为32的距离等于V.Δt.sinθ，并且表示为33和34的距离之和是在时间t1处将运输设备MT与地标Am1分开的距离。
如果认为Δt较小，例如等于1秒，则图3中表示为34的部分可以被认为是可忽略的，并且可以将dt和dl用以下算式表示：
dt＝(V.sin2(θ))/dθ/dt
dl＝(V.sin(θ).cos(θ))/dθ/dt
这些算式使得可以定义如下文参照图4所描述的根据本发明所使用的向导航滤波器提供误差并重置惯性单元110的处理。
图4是根据本发明的用于本发明的运输设备的取景器传送的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的系统的示例。
重置系统包括惯性单元110、取景器120、地标位置传送模块130和重置装置100。
重置装置100包括用于计算水平速度向量V与视线Lv之间在水平面上的角度θ的模块402、用于计算角度θ的漂移的模块401、处理模块400、卡尔曼滤波器403和校正模块404。
用于计算角度θ的模块402仅从惯性单元110接收运输设备MT的水平速度向量(Vxg，Vyg)的坐标和视线Lv在水平面中的坐标。计算模块基于坐标确定角度θ。
角度θ被提供给计算模块401和处理模块400。计算模块401确定角度θ的漂移θ’或dθ/dt并将其提供给处理模块400。
惯性单元110向处理模块400提供运输设备MT的坐标，坐标为运输设备MT的高度、经度Lo、纬度La以及水平速度向量(Vxg，Vyg)的坐标。
根据特定模式，惯性单元110向取景器120提供运输设备MT相对于地理参考系的定向，以允许在水平面中对视线进行定位。
地标位置传送模块130向处理模块提供由取景器120观察的地标的纬度Laamer和经度Loamer。
地标位置传送模块130包括位置已知的一组地标，并且在特定实施方式中包括位置由地标位置传送模块确定的一组所谓的临时地标，如将参照图6描述的。
根据本发明，处理模块400基于接收到的各项信息，根据以下算式确定惯性单元的误差：
其中RTerre是地球半径。
具体地，处理模块仅在角度漂移不等于零时才确定误差。
惯性单元110的误差被馈送到卡尔曼滤波器403中。卡尔曼滤波器403是基于一系列噪声测量结果来估计动态系统的状态的常规滤波器。
由卡尔曼滤波器403提供的校正由校正模块404整形，以针对惯性单元调整校正并将惯性单元重置。
这里应当注意，漂移dθ/dt由计算模块401在针对飞行器的0.1秒至针对船的10秒之间的时间段上计算。
此外，本发明特别适用于运输设备MT处于大于10km/h的速度并且遵循具有+/-20°的航向变化的轨迹的情况。
因此，本发明基于由取景器120的陀螺仪或更一般地由集成在取景器120中的单元测量的运输设备MT绕惯性单元110的竖直轴线的旋转速度和水平视线绕该竖直轴线的旋转速度来执行惯性单元110的重置。
如果没有集成在取景器中的特定单元允许计算视线在水平面中的定向，例如当在惯性单元110与取景器120之间存在关节(joint)时，关节的角度值例如按照专利FR3000219中的描述来确定。
本发明也适用于多个地标Am被取景器120观察的情况。例如，对各个地标连续地执行由处理模块100执行的处理，或者将重置装置复制预定次数。
图5示出了用于基于由根据本发明的运输设备的取景器提供的信息来对运输设备的惯性单元进行重置的算法的示例。
在步骤E500中，惯性单元110的重置装置100从惯性单元获得运输设备的水平速度向量和运输设备的坐标。
在步骤E501中，重置装置100获得从取景器120到至少一个地标的水平视线。
在步骤E502中，重置装置100获得至少一个地标的坐标。
在步骤E503中，重置装置100计算水平速度向量与视线之间在水平面中的角度。
在步骤E504中，重置装置100计算计算出的角度的漂移。
在步骤E505中，重置装置100基于所获得的坐标、计算出的角度和角度的计算出的漂移来计算误差。
在步骤E506中，重置装置100将计算出的误差传送到卡尔曼滤波器以进行误差滤波。
在步骤E507中，对惯性单元110进行重置。
图6示出了根据本发明特定实施方式的地标位置传送模块的架构。
地标位置传送模块130包括已知地标位置的数据库603，该已知地标位置的数据库603从由取景器120的图像捕获装置传送的图像来填充。
地标位置传送模块130包括用于检测由取景器120的图像捕获装置传送的图像中的特征点PC的单元600。特征点PC i和j相对于运输设备具有未知的位置和速度Vi-V和Vj-V，其中i是第一特征点的索引，j是第二特征点的索引。
地标位置传送模块130包括用于确定特征点PC之间的距离的单元601。
假定表示为Dij的两个特征点PC i和j之间的距离的算式，其中相对于水平速度向量V-Vi定义θi并且相对于水平速度向量V-Vj定义θj，给出：
地标位置传送模块130包括用于确定特征点中的不变量的单元602。在特征点PC i和j相对于运输设备MT具有相同速度的情况下，即当V-Vi＝V-Vj时，这给出：
当运输设备MT处于恒定速度时，将系数kij的值在给定时间期间的稳定性选择作为标准来确定特征点PC i和j是否可能属于相同的特征点族，即可能属于相对于运输设备MT以速度V-Vi平移的相同对象。
在造成量V-Vi变化的航向和/或速度的主动变化期间，用于确定特征点中的不变量的单元602跟随系数kij的变化。
用于确定不变量的单元602形成一组特征点，该组特征点使kij的平方根的变化与V的范数成反比，和/或在恒定速度下的航向变化期间保持系数kij的值。
不变点对应于与陆地相关的特征点，例如山峰、道路、道路标志或海岸的特定特征。基于该组点，然后可以根据以下特征计算各对特征点之间的距离：
并且还计算距离d1和dt。
然后可以创建假定与陆地有关的观测特征点相对于运输设备MT的位置的图。
地标位置传送模块130包括用于将存储在已知地标数据库603中的已知地标位置与所形成的该组特征点相关的单元604。
相关单元604识别所形成的组中具有存储在数据库603中的位置的特征点。
用于提供地标位置的模块130包括用于确定所谓的临时地标的位置的单元605。用于确定临时地标的位置的单元605基于所识别的点的位置来确定所形成的组的其它特征点的位置。所形成的组的这些其它特征点被称为是临时的，因为其可能被及时删除。所确定的这些位置对数据库603进行补充。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的装置，其特征在于，所述装置包括：
-用于从所述惯性单元(110)获得所述运输设备(MT)的水平速度向量和所述运输设备的坐标的单元，
-用于获得从所述取景器(120)在至少一个地标上的水平视线的单元，
-用于获得所述至少一个地标的坐标的单元(130)，
-用于计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的角度的单元(402)，
-用于计算计算出的角度的漂移的单元，
-用于基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算所述惯性单元的误差的单元(400)，所述惯性单元的所述误差根据以下算式计算：
其中θ是计算出的角度，θ’是θ的漂移，Vxg、Vyg是所述运输设备的所述水平速度向量的坐标，zg是所述运输设备的高度，Lo、La是所述运输设备的纬度和经度，并且Loamer、Laamer是地标的纬度和经度；
-用于将所述惯性单元的计算出的误差传送到卡尔曼滤波器(403)以对所述惯性单元(110)进行误差滤波和重置的单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，仅当计算出的漂移不等于零时才计算所述误差。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述漂移是在0.1至10秒之间的时间段上计算的。
4.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述惯性单元为所述取景器提供该运输设备相对于地理参考的定向，以在水平面中对视线进行定位。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个地标的坐标被存储在数据库中，所述数据库存储已知的地标位置和根据由取景器图像捕获装置传送的图像确定的地标位置。
6.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括根据权利要求1至4中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
7.一种船，其特征在于，所述船包括根据权利要求1至4中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
8.一种潜水器，其特征在于，所述潜水器包括根据权利要求1至4中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
9.一种用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-从所述惯性单元获得所述运输设备的水平速度向量和所述运输设备的坐标，
-获得从所述取景器在至少一个地标上的水平视线，
-获得所述至少一个地标的坐标，
-计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的角度，
-计算计算出的角度的漂移，
-基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算所述惯性单元的所述惯性单元的误差，所述惯性单元的误差根据以下算式计算：
其中θ是计算出的角度，θ’是θ的漂移，Vxg、Vyg是所述运输设备的所述水平速度向量的坐标，zg是所述运输设备的高度，Lo、La是所述运输设备的纬度和经度，并且Loamer、Laamer是地标的纬度和经度；
-将所述惯性单元的计算出的误差传送到卡尔曼滤波器，以对所述惯性单元进行误差滤波和重置。
Claims (10)
1.一种基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的装置，其特征在于，所述装置包括：
-用于从所述惯性单元(110)获得所述运输设备(MT)的水平速度向量和所述运输设备的坐标的单元，
-用于获得从所述取景器(120)在至少一个地标上的水平视线的单元，
-用于获得至少一个地标的坐标的单元(130)，
-用于计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的角度的单元(402)，
-用于计算计算出的角度的漂移的单元，
-用于基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算所述惯性单元的误差的单元(400)，所述惯性单元的所述误差根据以下算式计算：
其中θ是计算出的角度，θ’是θ的漂移，Vxg、Vyg是所述运输设备的所述水平速度向量的坐标，zg是所述运输设备的高度，Lo、La是所述运输设备的纬度和经度，并且Loamer、Laamer是地标的纬度和经度；
-用于将所述惯性单元的计算出的误差传送到卡尔曼滤波器(403)以对所述惯性单元(110)进行误差滤波和重置的单元。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述运输设备的坐标是所述运输设备的纬度、经度和高度，并且所述至少一个地标的所述坐标是至少一个地标的所述纬度和所述经度。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，仅当计算出的漂移不等于零时才计算所述误差。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述漂移是在0.1至10秒之间的时间段上计算的。
5.根据前述权利要求中任一项所述的装置，其特征在于，所述惯性单元为所述取景器提供该运输设备相对于地理参考的定向，以在水平面中对视线进行定位。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置，其特征在于，所述至少一个地标的坐标被存储在数据库中，所述数据库存储已知的地标位置和根据由取景器图像捕获装置传送的图像确定的地标位置。
7.一种飞行器，其特征在于，所述飞行器包括根据权利要求1至5中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
8.一种船，其特征在于，所述船包括根据权利要求1至5中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
9.一种潜水器，其特征在于，所述潜水器包括根据权利要求1至5中任一项所述的用于对惯性单元进行重置的装置。
10.一种用于基于由运输设备的取景器传送的信息来对所述运输设备的惯性单元进行重置的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
-从所述惯性单元获得所述运输设备的水平速度向量和所述运输设备的坐标，
-获得从所述取景器在至少一个地标上的水平视线，
-获得至少一个地标的坐标，
-计算所述水平速度向量与所述水平视线之间的角度，
-计算计算出的角度的漂移，
-基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移基于所获得的坐标、计算出的角度和所述角度的计算出的漂移来计算所述惯性单元的所述惯性单元的误差，所述惯性单元的误差根据以下算式计算：
其中θ是计算出的角度，θ’是θ的漂移，Vxg、Vyg是所述运输设备的所述水平速度向量的坐标，zg是所述运输设备的高度，Lo、La是所述运输设备的纬度和经度，并且Loamer、Laamer是地标的纬度和经度；
-将所述惯性单元的计算出的误差传送到卡尔曼滤波器，以对所述惯性单元进行误差滤波和重置。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FRFR1905987 | 2019-06-06 | ||
| FR1905987A FR3097045B1 (fr) | 2019-06-06 | 2019-06-06 | Procédé et dispositif de recalage d’une centrale inertielle d’un moyen de transport à partir d’informations délivrées par un viseur du moyen de transport |
| PCT/EP2020/064366 WO2020244945A1 (fr) | 2019-06-06 | 2020-05-25 | Procede et dispositif de recalage d'une centrale inertielle d'un moyen de transport a partir d'informations delivrees par un viseur du moyen de transport |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN113939712A true CN113939712A (zh) | 2022-01-14 |
| CN113939712B CN113939712B (zh) | 2023-11-28 |
Family
ID=68281575
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080040515.8A Active CN113939712B (zh) | 2019-06-06 | 2020-05-25 | 基于运输设备取景器传送的信息重置运输设备惯性单元的方法和装置 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11486708B2 (zh) |
| EP (1) | EP3980720B1 (zh) |
| CN (1) | CN113939712B (zh) |
| FR (1) | FR3097045B1 (zh) |
| WO (1) | WO2020244945A1 (zh) |
| ZA (1) | ZA202109974B (zh) |
Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025166A1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-04 | Meade Instruments Corporation | Fully automated telescope system with distributed intelligence |
| WO2005121707A2 (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-22 | Making Virtual Solid, L.L.C. | En-route navigation display method and apparatus using head-up display |
| RU2007137197A (ru) * | 2007-10-08 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро "Луч" (RU) | Навигационный комплекс, устройство вычисления скорости и координат, бесплатформенная инерциальная курсовертикаль, способ коррекции инерциальных датчиков и устройство для его осуществления |
| CN101485233A (zh) * | 2006-03-01 | 2009-07-15 | 兰开斯特大学商企有限公司 | 信号表示方法和装置 |
| KR20110080394A (ko) * | 2010-01-05 | 2011-07-13 | 국방과학연구소 | 비행체의 항법 방법 및 이를 이용한 관성항법장치 필터 및 항법 시스템 |
| CN102884779A (zh) * | 2010-02-24 | 2013-01-16 | 数字标记公司 | 直觉计算方法和系统 |
| CN102893327A (zh) * | 2010-03-19 | 2013-01-23 | 数字标记公司 | 直觉计算方法和系统 |
| US20140180914A1 (en) * | 2007-01-12 | 2014-06-26 | Raj Abhyanker | Peer-to-peer neighborhood delivery multi-copter and method |
| FR3006437A1 (fr) * | 2013-06-03 | 2014-12-05 | Sagem Defense Securite | Procede de calibration autonome d'un equipement inertiel utilise en mode statique |
| CN105659592A (zh) * | 2014-09-22 | 2016-06-08 | 三星电子株式会社 | 用于三维视频的相机系统 |
| RU2614192C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Способ оценивания ошибок инерциальной информации и её коррекции по измерениям доплеровского измерителя скорости |
| CN106767900A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 东南大学 | 一种基于组合导航技术的船用光纤捷联惯导系统的在线标定方法 |
| CN107270893A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-20 | 东南大学 | 面向不动产测量的杆臂、时间不同步误差估计与补偿方法 |
| CN107806874A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-16 | 西北工业大学 | 一种视觉辅助的捷联惯导极区初始对准方法 |
| CN108731670A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-02 | 南京航空航天大学 | 基于量测模型优化的惯性/视觉里程计组合导航定位方法 |
| CN109029454A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于卡尔曼滤波的横坐标系捷联惯导系统阻尼算法 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL149934A (en) * | 2002-05-30 | 2007-05-15 | Rafael Advanced Defense Sys | Airborne intelligence photography system |
| US7602415B2 (en) * | 2003-01-17 | 2009-10-13 | Insitu, Inc. | Compensation for overflight velocity when stabilizing an airborne camera |
| US7142981B2 (en) * | 2003-08-05 | 2006-11-28 | The Boeing Company | Laser range finder closed-loop pointing technology of relative navigation, attitude determination, pointing and tracking for spacecraft rendezvous |
| US7308342B2 (en) * | 2004-01-23 | 2007-12-11 | Rafael Armament Development Authority Ltd. | Airborne reconnaissance system |
| US8275544B1 (en) * | 2005-11-21 | 2012-09-25 | Miltec Missiles & Space | Magnetically stabilized forward observation platform |
| US8471906B2 (en) * | 2006-11-24 | 2013-06-25 | Trex Enterprises Corp | Miniature celestial direction detection system |
| US9372070B1 (en) * | 2012-07-17 | 2016-06-21 | L-3 Communications Corporation | Target locating device and methods |
| FR3000219B1 (fr) | 2012-12-26 | 2015-01-09 | Sagem Defense Securite | Procede de comparaison de deux centrales inertielles solidaires d'un meme porteur |
| FR3018383B1 (fr) * | 2014-03-07 | 2017-09-08 | Airbus Operations Sas | Procede et dispositif de determination de parametres de navigation d'un aeronef lors d'une phase d'atterrissage. |
| US10242581B2 (en) * | 2016-10-11 | 2019-03-26 | Insitu, Inc. | Method and apparatus for target relative guidance |
-
2019
- 2019-06-06 FR FR1905987A patent/FR3097045B1/fr active Active
-
2020
- 2020-05-25 CN CN202080040515.8A patent/CN113939712B/zh active Active
- 2020-05-25 WO PCT/EP2020/064366 patent/WO2020244945A1/fr active Application Filing
- 2020-05-25 EP EP20726483.9A patent/EP3980720B1/fr active Active
- 2020-05-25 US US17/614,232 patent/US11486708B2/en active Active
-
2021
- 2021-12-03 ZA ZA2021/09974A patent/ZA202109974B/en unknown
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000025166A1 (en) * | 1998-10-26 | 2000-05-04 | Meade Instruments Corporation | Fully automated telescope system with distributed intelligence |
| WO2005121707A2 (en) * | 2004-06-03 | 2005-12-22 | Making Virtual Solid, L.L.C. | En-route navigation display method and apparatus using head-up display |
| CN101485233A (zh) * | 2006-03-01 | 2009-07-15 | 兰开斯特大学商企有限公司 | 信号表示方法和装置 |
| US20140180914A1 (en) * | 2007-01-12 | 2014-06-26 | Raj Abhyanker | Peer-to-peer neighborhood delivery multi-copter and method |
| RU2007137197A (ru) * | 2007-10-08 | 2009-04-20 | Открытое акционерное общество "Конструкторское бюро "Луч" (RU) | Навигационный комплекс, устройство вычисления скорости и координат, бесплатформенная инерциальная курсовертикаль, способ коррекции инерциальных датчиков и устройство для его осуществления |
| KR20110080394A (ko) * | 2010-01-05 | 2011-07-13 | 국방과학연구소 | 비행체의 항법 방법 및 이를 이용한 관성항법장치 필터 및 항법 시스템 |
| CN102884779A (zh) * | 2010-02-24 | 2013-01-16 | 数字标记公司 | 直觉计算方法和系统 |
| CN102893327A (zh) * | 2010-03-19 | 2013-01-23 | 数字标记公司 | 直觉计算方法和系统 |
| FR3006437A1 (fr) * | 2013-06-03 | 2014-12-05 | Sagem Defense Securite | Procede de calibration autonome d'un equipement inertiel utilise en mode statique |
| CN105659592A (zh) * | 2014-09-22 | 2016-06-08 | 三星电子株式会社 | 用于三维视频的相机系统 |
| RU2614192C1 (ru) * | 2015-12-02 | 2017-03-23 | Акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро" | Способ оценивания ошибок инерциальной информации и её коррекции по измерениям доплеровского измерителя скорости |
| CN106767900A (zh) * | 2016-11-23 | 2017-05-31 | 东南大学 | 一种基于组合导航技术的船用光纤捷联惯导系统的在线标定方法 |
| CN107270893A (zh) * | 2017-05-27 | 2017-10-20 | 东南大学 | 面向不动产测量的杆臂、时间不同步误差估计与补偿方法 |
| CN107806874A (zh) * | 2017-10-23 | 2018-03-16 | 西北工业大学 | 一种视觉辅助的捷联惯导极区初始对准方法 |
| CN108731670A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-11-02 | 南京航空航天大学 | 基于量测模型优化的惯性/视觉里程计组合导航定位方法 |
| CN109029454A (zh) * | 2018-07-13 | 2018-12-18 | 哈尔滨工程大学 | 一种基于卡尔曼滤波的横坐标系捷联惯导系统阻尼算法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3980720B1 (fr) | 2023-12-20 |
| EP3980720A1 (fr) | 2022-04-13 |
| ZA202109974B (en) | 2023-10-25 |
| WO2020244945A1 (fr) | 2020-12-10 |
| FR3097045B1 (fr) | 2021-05-14 |
| CN113939712B (zh) | 2023-11-28 |
| US20220205790A1 (en) | 2022-06-30 |
| FR3097045A1 (fr) | 2020-12-11 |
| US11486708B2 (en) | 2022-11-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7373242B2 (en) | Navigation apparatus and navigation method with image recognition | |
| Garratt et al. | Integration of GPS/INS/vision sensors to navigate unmanned aerial vehicles | |
| US6768959B2 (en) | Apparatus and method for accurate pipeline surveying | |
| EP2133662B1 (en) | Methods and system of navigation using terrain features | |
| US9618344B2 (en) | Digital map tracking apparatus and methods | |
| US20110282580A1 (en) | Method of image based navigation for precision guidance and landing | |
| EP1019862B1 (en) | Method and apparatus for generating navigation data | |
| CN110501024A (zh) | 一种车载ins/激光雷达组合导航系统的量测误差补偿方法 | |
| JP2008304260A (ja) | 画像処理装置 | |
| CN111426320B (zh) | 一种基于图像匹配/惯导/里程计的车辆自主导航方法 | |
| US20170074678A1 (en) | Positioning and orientation data analysis system and method thereof | |
| US20200025571A1 (en) | Navigation system | |
| CN106468547A (zh) | 利用多个光学传感器的用于自导飞行器的不依赖全球定位系统（“gps”）的导航系统 | |
| KR20190040818A (ko) | 차량 내부 센서, 카메라, 및 gnss 단말기를 이용한 3차원 차량 항법 시스템 | |
| CN110388939A (zh) | 一种基于航拍图像匹配的车载惯导定位误差修正方法 | |
| CN110736457A (zh) | 一种基于北斗、gps和sins的组合导航方法 | |
| JP4986883B2 (ja) | 標定装置、標定方法および標定プログラム | |
| Andert et al. | Optical-aided aircraft navigation using decoupled visual SLAM with range sensor augmentation | |
| EP1584896A1 (en) | Passive measurement of terrain parameters | |
| Park et al. | Implementation of vehicle navigation system using GNSS, INS, odometer and barometer | |
| CN113340272A (zh) | 一种基于无人机微群的地面目标实时定位方法 | |
| CN113939712B (zh) | 基于运输设备取景器传送的信息重置运输设备惯性单元的方法和装置 | |
| TWI635302B (zh) | 載具即時精準定位系統 | |
| CN113703019B (zh) | 一种导航系统的故障处理方法、电子设备及存储介质 | |
| CN110887475B (zh) | 一种基于偏振北极点及偏振太阳矢量的静基座粗对准方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |