杨少龙，孙延浩，黄 金，向先波

(华中科技大学 船舶与海洋工程学院，湖北 武汉 430074)

0 引 言

无人艇作为海上移动平台，受风、浪、流等作用会产生六自由度运动，包括3 个方向的平动和3 个方向的转动。对于旋转运动，船体不同位置与旋转中心的距离不等，旋转运动产生的线速度不同，而船体任意点的合速度是平动速度与转动速度的矢量和，故实际海上航行无人艇船体各点的合速度矢量均不相等。无人艇的许多作业场景依赖于观测无人艇自身某一局部位置的位姿信息，例如，无人艇的布放和回收、多无人艇对接、无人艇靠离码头、艇载传感器位姿补偿（如摄像头、测扫声呐、避障声呐、对底声呐、激光雷达等）等。为此，如何获取船体任意位置的实时位姿状态成为无人艇智能化发展中信息感知关键技术的重要挑战之一。

船体任意位置实时位姿状态获取，通常需要若干个惯导传感器数据的融合处理。司帆等[1]为克服机翼挠曲变形对机载导弹对准产生的影响，根据主、子惯导的惯性器件输出，得到子惯导所处位置的高精度实时姿态信息。王林等[2]针对单轴与双轴旋转惯导的信息融合问题，设计联合旋转调制策略，实现了单轴旋转惯导定位误差的预测与补偿，提高了系统的导航定位可靠性。刘镇波等[3]提出一种基于分布式IMU 的相对姿态估计方法，能够在系统无高精度惯导及变形统计特性未知的情况下，获取机载关键位置精确的相对姿态。……