基于天空偏振光的仿生定向傳感器設計及其導航應用.pdf

1、自然界中，動物經(jīng)過億萬年的進化逐漸演化出了各種精巧的自主導航定位機制來適應復雜多變的外界環(huán)境，為研究新型導航定位方法提供了很好的借鑒！通過探究和模仿生物的導航定位機理進而研制新型仿生導航傳感器對于推動導航定位技術的發(fā)展具有十分重要的意義。
　　借鑒生物天空偏振光導航機理，本文開展了仿生偏振光傳感器設計開發(fā)及導航應用方面的研究。
　　本文具體研究內(nèi)容如下:
　　1)調(diào)研沙蟻、蝗蟲等生物利用天空偏振光進行導航定位的機理，基

2、于生物偏振光導航機制和國內(nèi)外已有的天空偏振光信息獲取傳感器的特點，設計了一款基于天空偏振光的仿生導航傳感器。為提高傳感器測量精度，通過搭建標準偏振光源對傳感器進行標定，包括偏振片極性標定與系統(tǒng)誤差補償，對獲取的標定數(shù)據(jù)采用最小二乘法進行二次多項式擬合，使得傳感器系統(tǒng)誤差得到一定補償。
　　2)利用高精度導航系統(tǒng)對傳感器進行室外離線標定，求解偏振光傳感器輸出角度與慣性導航系統(tǒng)輸出航向之間的關系，研究偏振光傳感器航向獲取方法。

3、　　3)分析影響偏振定向傳感器導航穩(wěn)定性的外部環(huán)境因素，提出基于偏振定向傳感器、慣性導航傳感器數(shù)據(jù)融合的組合導航方法，實現(xiàn)偏振定向傳感器與慣性導航傳感器之間優(yōu)勢互補，從而探索出新型偏振導航應用方法。
　　本文開發(fā)的偏振光傳感器測量精度為±0.3°，工作頻率為10hz。與傳統(tǒng)點源式和圖像式偏振光傳感器相比，具有實時性好、魯棒性高的優(yōu)點。在導航實驗路徑約為2公里長的范圍內(nèi)，對開發(fā)的偏振定向傳感器以及提出的組合導航方法進行導航實驗，并將