[发明专利]惯性测量单元的漂移标定方法、设备及无人飞行器有效

专利信息
申请号: 201780018725.5 申请日: 2017-10-26
公开(公告)号: CN109073407B 公开(公告)日: 2022-07-05
发明(设计)人: 卢庆博;李琛;朱磊;王晓东 申请(专利权)人: 深圳市大疆创新科技有限公司
主分类号: G01C25/00 分类号: G01C25/00;B64C39/02
代理公司: 北京商专永信知识产权代理事务所(普通合伙) 11400 代理人: 黄谦;李彬彬
地址: 518057 广东省深圳市南山区高*** 国省代码: 广东;44
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摘要:
搜索关键词: 惯性 测量 单元 漂移 标定 方法 设备 无人 飞行器
【权利要求书】:

1.一种惯性测量单元的漂移标定方法,其特征在于,包括:

获取拍摄设备拍摄目标物体的视频数据中相隔预设帧数的第一图像帧和第二图像帧;

根据所述惯性测量单元在所述第一图像帧的第一曝光时刻到所述第二图像帧的第二曝光时刻的时间段内采集的测量结果,确定所述惯性测量单元在所述时间段内的旋转信息;

对所述第一图像帧的多个第一特征点和所述第二图像帧的多个第二特征点进行特征点匹配,得到匹配后的第一特征点和匹配后的第二特征点;

根据所述匹配后的第一特征点,以及所确定的所述惯性测量单元在所述时间段内的旋转信息,确定所述匹配后的第一特征点在所述第二图像帧中的投影位置;

通过对所述投影位置和所述匹配后的第二特征点之间的距离进行最优化,确定所述惯性测量单元的测量误差,其中,所述惯性测量单元的测量误差包括第一自由度、第二自由度和第三自由度,此步骤包括:

-根据预设的第二自由度和预设的第三自由度,对所述投影位置和所述匹配后的第二特征点之间的距离进行最优化,得到优化后的第一自由度;

-根据优化后的第一自由度和预设的第三自由度,对所述投影位置和所述第二特征点之间的距离进行最优化,得到优化后的第二自由度;

-根据优化后的第一自由度和优化后的第二自由度,对所述投影位置和所述第二特征点之间的距离进行最优化,得到优化后的第三自由度;

-通过循环优化第一自由度、第二自由度和第三自由度,直至优化后的第一自由度、第二自由度和第三自由度收敛,得到所述惯性测量单元的测量误差。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述旋转信息包括如下至少一种:

旋转角度、旋转矩阵、四元数。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述匹配后的第一特征点,以及所述惯性测量单元的所述旋转信息,确定匹配后的所述第一特征点在所述第二图像帧中的投影位置,包括:

根据所述匹配后的第一特征点在所述第一图像帧中的位置、所述惯性测量单元的所述旋转信息、所述拍摄设备和所述惯性测量单元的相对姿态、以及所述拍摄设备的内参,确定所述匹配后的第一特征点在所述第二图像帧中的投影位置。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述拍摄设备的内参包括如下至少一种:

所述拍摄设备的焦距、所述拍摄设备的像素大小。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述通过对所述投影位置和所述匹配后的第二特征点之间的距离进行最优化,确定所述惯性测量单元的测量误差,包括:

通过使所述投影位置和所述匹配后的第二特征点之间的距离最小,确定所述惯性测量单元的测量误差。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述第一自由度用于表示所述测量误差在惯性测量单元的坐标系X轴的分量;

所述第二自由度用于表示所述测量误差在惯性测量单元的坐标系Y轴的分量;

所述第三自由度用于表示所述测量误差在惯性测量单元的坐标系Z轴的分量。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述距离包括如下至少一种:

欧式距离、城市距离、马氏距离。

8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,

在所述拍摄设备拍摄所述视频数据的过程中,获取所述惯性测量单元的测量结果。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述惯性测量单元以第一频率采集所述惯性测量单元的角速度;

所述拍摄设备在拍摄视频数据的过程中以第二频率采集图像信息;

其中,第一频率大于第二频率。

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