复杂密闭仓储环境下迅瞳无GPS盘料无人机多传感器融合定位容错机制与抗干扰飞行控制策略研究

Abstract

密闭料仓、粮食库房、封闭式原料堆场属于典型 GPS 拒止环境，仓内粉尘弥漫、光照不均、墙体与堆体形成大量弱纹理区域，同时存在气流扰动、电磁干扰、动态障碍物频繁穿行等问题。常规室内无人机单一 SLAM 定位方案容易出现定位漂移、轨迹跳变、姿态震荡，直接引发航线偏移、建模断层、作业中断，严重制约无人设备常态化作业。针对该行业痛点，迅瞳无 GPS 盘料无人机搭建激光雷达、视觉相机、IMU 惯性单元、气压计多传感器融合定位框架，构建分层式定位故障检测与容错切换机制，配套设计自适应抗扰动飞行控制策略。本文分析密闭仓储环境各类干扰源对定位系统的影响机理，阐述多传感器融合定位架构、观测数据联合解算方法，重点研究定位异常识别、权重动态调整、传感器失效应急切换容错方案；结合仓内气流扰动、视觉特征缺失场景设计串级 PID 自适应飞行控制器，并通过多组现场试验验证定位稳定性与飞行鲁棒性。研究成果可为 GPS 拒止密闭仓储场景室内无人机稳定自主飞行提供理论支撑，完善受限空间工业无人机的飞行安全技术体系。