[发明专利]用于使用旋翼微型航空载具（MAV）在室内和室外环境中的稳健的自主飞行的多传感器融合

摘要

本文中所描述的主题包括用于集成来自多个异类传感器的有噪声的测量结果、并用于实时地为自主飞行提供对位置平滑的和全局上一致的估算值的模块化的以及可扩展的方法，该多个异类传感器以不同的和变化的时间间隔产生绝对观测结果或相对观测结果。我们描述了对用于装备有IMU、激光扫描仪、立体摄像机、气压测高计、磁力计、以及GPS接收器的新的1.9kg MAV平台的算法和软件架构的开发，其中，在Intel NUC第三代i3处理器上机上执行状态估算和控制。我们例示了我们的框架在大规模的、室内‑室外自主空中航行实验中的稳健性，该实验涉及在进入和退出建筑物的同时以1.5m/s的平均速度以及大约10mph的风速横越超过440米。

主权项

一种实现旋翼微型航空载具(MAV)在室内和室外环境中的自主飞行的系统，所述系统包括：传感器融合模块，所述传感器融合模块用于对来自不同模态的多个传感器的测量结果进行组合以鉴于来自所述传感器的当前测量结果和先前测量结果以及所述旋翼MAV在飞行期间的先前估算状态来估算所述MAV的当前状态，其中，所述传感器融合模块被配置为在以下情况下保持在对所述MAV的状态估算方面的平滑性：一个或多个传感器提供不准确的信息；全球定位系统(GPS)测量结果在一段时间可用之后变得不可用；或者GPS测量结果在一段时间不可用之后变得可用；以及轨迹生成器，所述轨迹生成器用于基于所估算的当前状态以及由用户或较高级的规划装置所提供的目标或航路点输入，来生成用于控制所述旋翼MAV的轨迹的规划方案。