基于天空偏振光的仿生定向傳感器設(shè)計(jì)及其導(dǎo)航應(yīng)用.pdf

1、自然界中，動(dòng)物經(jīng)過(guò)億萬(wàn)年的進(jìn)化逐漸演化出了各種精巧的自主導(dǎo)航定位機(jī)制來(lái)適應(yīng)復(fù)雜多變的外界環(huán)境，為研究新型導(dǎo)航定位方法提供了很好的借鑒！通過(guò)探究和模仿生物的導(dǎo)航定位機(jī)理進(jìn)而研制新型仿生導(dǎo)航傳感器對(duì)于推動(dòng)導(dǎo)航定位技術(shù)的發(fā)展具有十分重要的意義。
　　借鑒生物天空偏振光導(dǎo)航機(jī)理，本文開(kāi)展了仿生偏振光傳感器設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)及導(dǎo)航應(yīng)用方面的研究。
　　本文具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)調(diào)研沙蟻、蝗蟲(chóng)等生物利用天空偏振光進(jìn)行導(dǎo)航定位的機(jī)理，基

2、于生物偏振光導(dǎo)航機(jī)制和國(guó)內(nèi)外已有的天空偏振光信息獲取傳感器的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款基于天空偏振光的仿生導(dǎo)航傳感器。為提高傳感器測(cè)量精度，通過(guò)搭建標(biāo)準(zhǔn)偏振光源對(duì)傳感器進(jìn)行標(biāo)定，包括偏振片極性標(biāo)定與系統(tǒng)誤差補(bǔ)償，對(duì)獲取的標(biāo)定數(shù)據(jù)采用最小二乘法進(jìn)行二次多項(xiàng)式擬合，使得傳感器系統(tǒng)誤差得到一定補(bǔ)償。
　　2)利用高精度導(dǎo)航系統(tǒng)對(duì)傳感器進(jìn)行室外離線標(biāo)定，求解偏振光傳感器輸出角度與慣性導(dǎo)航系統(tǒng)輸出航向之間的關(guān)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(dǎo)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(dǎo)航傳感器數(shù)據(jù)融合的組合導(dǎo)航方法，實(shí)現(xiàn)偏振定向傳感器與慣性導(dǎo)航傳感器之間優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而探索出新型偏振導(dǎo)航應(yīng)用方法。
　　本文開(kāi)發(fā)的偏振光傳感器測(cè)量精度為±0.3°，工作頻率為10hz。與傳統(tǒng)點(diǎn)源式和圖像式偏振光傳感器相比，具有實(shí)時(shí)性好、魯棒性高的優(yōu)點(diǎn)。在導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)路徑約為2公里長(zhǎng)的范圍內(nèi)，對(duì)開(kāi)發(fā)的偏振定向傳感器以及提出的組合導(dǎo)航方法進(jìn)行導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)，并將