Determinisztikus szenzor mérési hibák kétértelműsége és ennek feloldása GNSS-IMU fúziós állapotbecslő algoritmusok esetén = Sensor Bias Ambiguity in GNSS-IMU Pose Estimation and its Solution

Bauer, Péter (2025) Determinisztikus szenzor mérési hibák kétértelműsége és ennek feloldása GNSS-IMU fúziós állapotbecslő algoritmusok esetén = Sensor Bias Ambiguity in GNSS-IMU Pose Estimation and its Solution. REPÜLÉSTUDOMÁNYI KÖZLEMÉNYEK, 37 (1). pp. 17-31. ISSN 1417-0604 (nyomtatott); 1789-770X (online)

Preview

Text 02_bauer_17-31_RTK_2025_1.pdf - Published Version Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (3MB) | Preview

Abstract

Jelen cikk a globális navigációs műholdrendszer (GNSS) és a tehetetlenségi mérőegység (IMU) mérései alapján végzett helyzet- és szenzortorzítás-becslés témakörével foglalkozik. Bár e terület széles körben kutatott, a szakirodalomban gyakran elmarad az állapotmegfigyelhetőség szigorú vizsgálata, ami megalapozatlan feltételezések gyanúját veti fel. Jelen munka ezt megerősíti azáltal, hogy megfigyelhetőségi számítások segítségével rámutat: egy rendszer pozíciójának, sebességének, orientációjának, valamint a gyorsulás- és szögsebességszenzor torzításainak becsléséhez a GNSS-alapú pozíció- és sebességmérések mellett orientációval kapcsolatos mérések bevonása is szükséges. Ilyen kiegészítő mérés lehet például a mágneses tér vektorának meghatározása. Az elméleti eredményeket valós repülési körülmények között rögzített GNSS- és IMU-adatokon végzett vizsgálatok támasztják alá, amelyeket egy DJI M600 Pro típusú multikopter szolgáltatott. Az eredmények összehasonlításához referenciaként a fedélzeti DJI becslő algoritmus kimeneteit használtam. | This article deals with the topic of pose and sensor bias estimation based on global navigation satellite system (GNSS) and inertial measurement unit (IMU) measurements, which is a widely discussed topic but usually by omitting the rigorous check of state observability leading to the suspicion of invalid assumptions. The current work underlines this suspicion by pointing out through observability calculations that to estimate position, velocity, orientation and acceleration, and angular rate biases of a system, orientation-related measurements should be included besides GNSS position and velocity data. Such measurement can be the magnetic vector. Theoretical results are underlined by tests considering real flight GNSS and IMU data of a DJI M600 Pro multicopter and comparing the results to the onboard DJI pose estimator.

Actions (login required)

View Item