导航原理是指利用不同的技术手段确定自身位置,进而确定如何到达目的地的方法和原理。
全球卫星定位系统(GNSS)是一种利用卫星信号对地面进行定位的技术,包括GPS、GLONASS、Galileo等系统。GNSS是通过接收来自卫星的信号来获取自身位置,并可将定位和路径信息传输给导航系统进行导航。GNSS的优点是精度高、范围广、可靠性高,但是在一些特定环境下,如室内、城市峡谷,GNSS可能存在信号遮挡或弱信号的问题。
惯性导航系统(INS)是利用陀螺仪和加速度计等感应器测量自身加速度和角速度的变化,再根据运动学原理推导位移和转角来定位的技术。INS具有精度高、无信号依赖和实时性好等优点,但是随着时间的推移,INS精度会逐渐降低。因此,INS一般与GNSS等导航技术结合使用。
地标导航是利用具有明显特征的物体,如建筑、桥梁等,作为导航标志来实现导航的技术。和GNSS和INS相比较,地标导航不需要天空视线和信号传输,因此具有一定的适应性和可靠性。但是,地标导航的局限性在于需要空间感知力和位置信息的先验知识。
视觉导航是指利用图像信息来进行导航的技术。主要有两种方式:视觉标记导航和自然场景跟踪导航。视觉标记导航依赖于人工标记物(如二维码、条形码等)或自然标记物(如路标、街景等)的位置信息,确定自身位置和导航。自然场景跟踪导航通过图像识别和场景匹配等技术实现自身位置的确定。视觉导航的优点在于对环境依赖小,但是对硬件要求较高。