基于SLAM的地磁导航定位

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1、Vo1．35．No．12火力与指挥控制第35器第12期Dee，2010FireControl&CommandControj2010年l2月文章编号：1002—0640(2010)12—0034—04基于SLAM的地磁导航定位王仕成，孙大为，张金生，陈励华(第二炮兵工程学院，西安710025)摘要：目前的地磁匹配制导算法多数需要基于高精度的地磁基准图，但实际中多种因素的影响，使得事先获取载体工作环境的精确地磁图很困难。为了实现载体不依赖于基准图的地磁导航定位，通过深入研究机器人和水下潜艇中所应用的导航定位方法，提出采用适用于地磁特点的同时定位与构图(SL

2、AM)算法进行导航定位，并对基于SLAM的地磁导航定位关键技术进行了分析。关键词：地磁场，导航定位，同时定位与构图，数据关联中图分类号；TP301文献标识码：AResearchonGeomagnetismNavigationandLocalizationBasedonSLAMWANGShi—cheng，SUNDa～wei，ZHANGJin-sheng，CHENLi—hua(SecondArtilleryEngineeringCollege，Xi’an710025，China)Abstract：Actualalgorithmofgeomagnetismm

3、atchingguidancetypicallyacquiresahighprecisiongeomagneticmapasanecessaryreferencewhichhoweverisactuallyverydifficulttobeobtainedbecauseofmanyfactors．Forarealizationofgeomagnetismnavigationandlocalizationindependentofareferencemap，withcarefulstudyoftechniquesappliedinrobotsandsub

4、marines，anavigationandlocalizationmethodwithsimultaneouslocalizationandmapping(SLAM)thatsuitsforthecharacteristicsofgeomagneticfieldispresentedandtherelativekeytechniquesofgeomagnetismnavigationandlocalizationbasedonSLAMareresearched．Keywords：geomagneticfield，navigationandlocali

5、zation，simultaneouslocalizationandmapping，dataaSSOCiation用景象或地形辅助定位，导航精度难以满足要求。而引言地磁场分布作为不同地区重要的典型特征信息，相地磁匹配制导是最近提出的一种新型辅助导航对不易变化，可以区别不同的地理位置，因此可以实定位手段，其突出优势在于可长时间、高精度、高隐现地磁场导航定位-1J。蔽性的为惯性导航系统提供连续、实时、可靠的位置目前国内外文献主要研究用于近地卫星的地磁修正信息，且成本低廉，抗毁性强，能够全天候工作。导航方法]，对于地面附近运动的载体的相关应用尤其在载体跨水域

6、或平原飞行时，地貌特征极少，利研究较少。现在对于地磁匹配算法的研究多数是沿用图像处理、地形匹配的方法，或者探索神经网络、遗传算法、粒子群等算法，将其应用到地磁定位上收稿日期：2009—09—26修回日期：2009一¨一29来-3]。这些算法的使用大多是基于高精度的地磁基*基金项目：国家自然科学基金资助项目(60572061，60874093)准图，而地磁图的测量需要较大的人力、物力和时作者简介：王仕成(1962一)，男，山东单县人，教授，博士间，先期成本较高；同时，载体工作的部分区域的地生导师，研究方向：导航、制导与控制，控制科磁测量也存在较多问题。而

7、且，由于地磁场易受环境学与理论等。因素干扰和地磁场变化的无规律性【6]，也使得事先王仕成，等：基于SLAM的地磁导航定位(总第35—2079)‘·35·获取载体工作环境的精确地磁图很困难，有时甚至户一Xi]c3是不可能的。，起源于移动机器人在未知环境中导航定位的则第i个特征的线性离散时间模型为：SLAM算法Do-123不需先验地图辅助，可实现同时定户(五十1)一户(愚)一户，i一1，2，⋯，N(4)位与构图，相比于上文所提及的其他定位方法而言，1．1．3观测模型具有相对优势，且在导航定位方法中极具发展空间载体上装有测量传感器，可以直接或者间接获和潜力。

8、SLAM算法一经提出，就引起了国内外学得特征和载体之间相对位置关系的量测。第i个特者的广泛关注