基于车轮安装惯性测量单元的车载组合导航

摘要

微电子机械系统惯性测量单元(MEMS-IMU)因其精度低且温度敏感性大,以及传统安装方式通常存在航向角不可观等原因,在车载导航和轮式机器人应用场景中表现为定位误差迅速累积.为解决上述问题,设计了一种将MEMS-IMU安装在载体车轮中心的导航方案.利用MEMS-IMU与车轮一起旋转的运动特性,提取出运动速度信息,并结合运动约束构造了三维速度观测信息,从而改善最终的组合导航性能.该方案从安装方式和算法设计层面取代了对里程计传感器的依赖.基于轮式机器人的实测结果表明,该方案的平面定位误差(均方根值)相比于传统安装MEMS-IMU的导航方案降低了58.53％,相比于传统MEMS-IMU和里程计组合导航方案降低了29.67％.