基于惯性的导航设备和基于相对预积分的惯性导航方法技术

提供一种基于惯性的导航设备和基于相对预积分的惯性导航方法。所述基于惯性的导航设备包括：第一传感器，基于第一坐标系检测并输出关于正在移动的移动物体的运动信息；第二传感器，基于第二坐标系检测并输出关于与移动物体的运动相关的平移加速度和旋转角速度的惯性数据；控制器，基于运动信息和惯性数据，每第一时间确定关于移动物体在参考坐标系中的位置、速度和姿态的姿势信息。

INERTIAL NAVIGATION EQUIPMENT BASED ON INERTIAL NAVIGATION AND INERTIAL NAVIGATION METHOD BASED ON RELATIVE PRE-INTEGRATION

An inertial navigation device based on inertia and an inertial navigation method based on relative pre-integration are provided. The inertia-based navigation device includes: a first sensor, which detects and outputs motion information about moving objects based on the first coordinate system; a second sensor, which detects and outputs inertia data about translation acceleration and rotation angular velocity related to the motion of moving objects based on the second coordinate system; and a controller, which is based on motion information and inertia data, each first one. Time determines the posture information about the position, velocity and attitude of the moving object in the reference coordinate system.

【技术实现步骤摘要】
基于惯性的导航设备和基于相对预积分的惯性导航方法本申请要求于2017年10月12日提交到韩国知识产权局的第10-2017-0132748号韩国专利申请的优先权，所述韩国专利申请的公开通过引用全部包含于此。
与示例性实施例一致的设备和方法涉及一种基于惯性的导航设备和基于相对预积分(preintegration)的基于惯性的导航方法。
技术介绍
通过惯性测量设备，导航系统使用陀螺仪确定方位，并使用加速度计来计算运动位移。当输入初始位置时，惯性导航系统即使在移动物体移动时也可一直计算并检测移动物体的位置和速度。惯性导航系统在短时间内提供非常准确的导航性能，而不受恶劣天气或干扰的影响。然而，由于误差在加速度和加速度中的速度分量的积分期间累积，因此，当惯性导航系统用于长距离时，导航误差增加。具体地讲，惯性导航系统可通过使用被称为惯性测量单元(IMU)的基于微机电系统(MEMS)的惯性系统来估计移动物体的位置。惯性导航系统通过使用预设的导航计算算法来检测关于移动物体的位置信息。在这种情况下，由于通过经由对由IMU获得的惯性数据(例如，加速度、角速度等)进行积分计算期望的物理量的方法来获得位置信息本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于惯性的导航设备，包括：第一传感器，被配置为基于第一坐标系检测并输出关于正在移动的移动物体的运动信息；第二传感器，被配置为基于第二坐标系检测并输出关于与移动物体的运动相关的平移加速度和旋转角速度的惯性数据；控制器，被配置为基于运动信息和惯性数据，每第一时间确定关于移动物体在参考坐标系中的位置、速度和姿态的姿势信息，其中，控制器还被配置为：基于运动信息计算关于移动物体的第一姿势信息；通过对惯性数据进行预积分来基于外部校正值估计相对预积分量，其中，外部校正值是第一坐标系与第二坐标系之间的预设关系，相对预积分量包括在第一坐标系中预测的移动物体在第一时间期间的位置改变量、速度改变量和姿态改变...

【技术特征摘要】
2017.10.12 KR 10-2017-01327481.一种基于惯性的导航设备，包括：第一传感器，被配置为基于第一坐标系检测并输出关于正在移动的移动物体的运动信息；第二传感器，被配置为基于第二坐标系检测并输出关于与移动物体的运动相关的平移加速度和旋转角速度的惯性数据；控制器，被配置为基于运动信息和惯性数据，每第一时间确定关于移动物体在参考坐标系中的位置、速度和姿态的姿势信息，其中，控制器还被配置为：基于运动信息计算关于移动物体的第一姿势信息；通过对惯性数据进行预积分来基于外部校正值估计相对预积分量，其中，外部校正值是第一坐标系与第二坐标系之间的预设关系，相对预积分量包括在第一坐标系中预测的移动物体在第一时间期间的位置改变量、速度改变量和姿态改变量；基于相对预积分量和外部校正值，计算与惯性数据对应的关于移动物体的第二姿势信息；通过将第一姿势信息与第二姿势信息进行比较来校正第二姿势信息的误差；将校正了误差的第二姿势信息确定为关于移动物体的姿势信息。2.根据权利要求1所述的导航设备，其中，控制器通过基于与之前确定的关于移动物体的姿势信息对应的移动物体的坐标系来确定正在移动的移动物体的旋转角度并对惯性数据进行预积分，来计算包括第二坐标系中的位置改变量、速度改变量和姿态改变量的预积分量。3.根据权利要求2所述的导航设备，其中，控制器基于预积分量和第一坐标系与第二坐标系之间的位移差来估计在第一坐标系中预测的相对预积分量。4.根据权利要求3所述的导航设备，其中，控制器基于惯性数据计算角加速度和角速度，基于计算的角加速度、计算的角速度和所述位移差计算所述预积分量与在第一坐标系中预测的预积分量之间的差量，并基于所述预积分量和所述差量估计相对预积分量。5.根据权利要求4所述的导航设备，其中，控制器通过反映第一坐标系与第二坐标系之间的旋转位移差来计算第二姿势信息。6.根据权利要求1所述的导航设备，其中，控制器通过包含与第一坐标系和第二坐标系之间的位移差对应的第一变量来估计相对预积分量，并通过包含与第一坐标系和第二坐标系之间的旋转位移差对应的第二变量来计算第二姿势信息。7.根据权利要求6所述的导航设备，其中，控制器通过将第一姿势信息与第二姿势信息进行比较并确定第一变量的值和第二变量的值，来设置外部校正值。8.根据权利要求7所述的导航设备，其中，控制器计算反映确定的第一变量的值和第二变量的值的第二姿势信息。9.根据权利要求1所述的导航设备，其中，第一传感器通过使用相机和激光雷达中的至少一个来检测移动物体的运动。10.根据权利要求1所述的导航设备，其中，第一传感器的检测频率小于第二传感器的检测频率。11.根据权利要求1所述的导航设备，其中，第一传感器和第二传感器被布置在移动物体中，其中，控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：金东信，
申请(专利权)人：韩华迪纷斯株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR