[发明专利]一种标定方法、装置及飞行器在审
| 申请号： | 201910834056.X | 申请日： | 2019-09-04 |
| 公开（公告）号： | CN110728716A | 公开（公告）日： | 2020-01-24 |
| 发明（设计）人： | 谢青青 | 申请（专利权）人： | 深圳市道通智能航空技术有限公司 |
| 主分类号： | G06T7/80 | 分类号： | G06T7/80;G06T7/277 |
| 代理公司： | 44288 广州市越秀区哲力专利商标事务所(普通合伙) | 代理人： | 贺红星 |
| 地址： | 518055 广东省深圳市南山*** | 国省代码： | 广东;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 位姿参数 相机 卡尔曼滤波器 世界坐标系 构建系统 位置参数 状态模型 姿态参数 标定 飞行器 收敛 测量模型 滤波处理 模型构建 输出滤波 系统测量 系统状态 滤波 | ||
1.一种标定方法，应用于飞行器，所述飞行器设置有相机以及IMU，其特征在于，所述方法包括：
获取所述相机的第一位姿参数，其中，所述第一位姿参数包括所述相机在世界坐标系的位置参数和姿态参数；
获取所述IMU的第二位姿参数，其中，所述第二位姿参数包括所述IMU在世界坐标系的位置参数和姿态参数；
根据所述第二位姿参数构建系统状态模型；
根据所述第一位姿参数、所述第二位姿参数及所述状态模型构建系统测量模型；
根据所述系统状态模型和所述系统测量模型构建非线性卡尔曼滤波器；
利用所述非线性卡尔曼滤波器对所述第一位姿参数和所述第二位姿参数进行滤波处理，并输出滤波收敛值，其中，所述滤波收敛值包括所述相机与IMU参数的标定估计值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述根据所述第二位姿参数构建系统状态模型，包括：
根据所述第二位姿参数定义系统状态；
根据所述系统状态构建系统状态模型。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述系统状态为：
其中，T为向量的转置，GPI为IMU在世界坐标系中的位置；为IMU在世界坐标系中的姿态；GVI为IMU在世界坐标系中的速度；ba为IMU角速度测量的偏差；bg为IMU加速度测量的偏差；IrC为相机与IMU外参的平移分量；为相机与IMU外参的旋转分量。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述系统状态建立所述系统状态模型，包括：
获取所述GPI、所述所述GVI、所述ba、所述bg、所述IrC及所述关于时间的导数，以建立所述系统状态模型。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位姿参数、所述第二位姿参数及所述状态模型构建所述系统测量模型，包括：
选取空间中任意一个空间点在相机坐标系下的坐标构建所述系统测量模型，其中，所述系统测量模型为：
其中，为空间中任意一个空间点的位置；为IMU坐标系到相机坐标系的转换矩阵；为世界坐标系到IMU坐标系的转换矩阵；为空间点在世界坐标系下的位置；IrC为所述相机与IMU外参的平移分量。
6.一种标定装置，所述标定装置设置于飞行器，所述飞行器还设置有相机以及IMU，所述标定装置与所述相机和IMU通信连接，其特征在于，所述标定装置包括：
第一位姿模块，用于获取所述相机的第一位姿参数，其中，所述第一位姿参数包括所述相机在世界坐标系的位置参数和姿态参数；
第二位姿模块，用于获取所述IMU的第二位姿参数，其中，所述第二位姿参数包括所述IMU在世界坐标系的位置参数和姿态参数；
第一建模模块，用于构建系统状态模型；
第二建模模块，用于根据所述第一位姿参数、所述第二位姿参数及所述状态模型构建系统测量模型；
第三建模模块，用于根据所述系统状态模型和所述系统测量模型构建非线性卡尔曼滤波器；
滤波模块，利用所述非线性卡尔曼滤波器对所述第一位姿参数和所述第二位姿参数进行滤波处理，并输出滤波收敛值，其中，所述滤波收敛值包括所述相机与IMU参数的标定估计值。
7.如权利要求6所述的标定装置，其特征在于，所述第一建模模块还用于：
根据所述第二位姿参数定义系统状态；
根据所述系统状态构建系统状态模型。
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