[发明专利]卫星与视觉紧耦合定位方法、系统及介质

权利要求书

1.一种卫星与视觉紧耦合定位方法，其特征在于，包括：

融合系统初始化步骤：进行视觉SLAM系统初始化，获取视觉地图与卫星定位坐标系相对位姿信息；

融合系统异步跟踪步骤：根据不同传感器数据及获得的视觉地图与卫星定位坐标系相对位姿信息，对当前载体运动进行对应坐标系下的运动分解确定状态量，并基于传感器的所观测的状态量进行传感器状态跟踪，确定关键帧并建立局部地图；

融合系统联合优化步骤：在导航坐标系分解后得到的状态量基础上，结合视觉局部地图与卫星伪距数据进行联合优化定位解算。

2.根据权利要求1所述的卫星与视觉紧耦合定位方法，其特征在于，所述融合系统初始化步骤：

进行融合系统初始化，若初始化成功则通过外部器件记录当前视觉定位系统地图原点相对于当地地理坐标系的姿态，记为视觉地图与卫星定位坐标系相对位姿信息，进入融合系统异步跟踪步骤继续执行；若初始化不成功，则继续初始化直到初始化成功；

判断所接收到的传感器数据类型：若为卫星伪距数据，则对其进行单点定位解算，进入融合系统异步跟踪步骤继续执行；若为图像数据，则对其进行标准视觉SLAM初始化流程，进入融合系统异步跟踪步骤继续执行；

所述外部器件包括：陀螺仪、磁力计。

3.根据权利要求2所述的卫星与视觉紧耦合定位方法，其特征在于，所述融合系统初始化步骤：

所述获取视觉地图与卫星定位坐标系相对位姿信息指：

导航坐标系包括：地心地固ECEF坐标系本地地理坐标系由SLAM系统在建立初始地图时创建的局部地图坐标系以及移动载体坐标系

导航坐标系之间的转换关系通过如下公式表示：

其中，

p^B为在载体坐标系下的一三维点，为此点对应在世界坐标系下的齐次表示；

表示本地地理坐标系至世界坐标系的变换关系；

表示局部坐标系至本地地理坐标系的变换关系；

表示载体坐标系至局部坐标系的变换关系；

表示在载体坐标系下的三维点位置；

表示本地地理坐标系至世界坐标系的旋转关系；

t_o表示表示本地地理坐标系在世界坐标系下的原点；

表示局部坐标系至本地地理坐标系的旋转关系；

表示载体坐标系至局部坐标系的旋转关系；

表示载体坐标系至局部坐标系的平移关系；

通过分析该方程，得到在导航坐标系下所关心的基础运动分解变量，如以下公式所示：

其中，

表示载体坐标系至本地地理坐标系的旋转关系；

表示载体坐标系至世界坐标系的平移关系；

与这两个变量为在实际应用中最为关心的两个状态量，分别为载体坐标系至本地地理坐标系之间的姿态转换与载体坐标与地心地固坐标系之间的平动转换，由公式可以看出，主要由局部地图坐标系至本地地理坐标系的旋转变换与载体坐标系至局部地图坐标系之间的旋转变换组成；

则主要由部地图坐标系至本地地理坐标系的旋转变换载体坐标系至局部地图坐标系之间的旋转变换平移变换以及本地地理坐标系在地心地固全局坐标系下的坐标原点t_o组成；

当系统初始化时，视觉定位系统按照传统SLAM方式进行初始化，得到初始并通过IMU或其它传感器测量得到卫星定位系统则通过传统伪距解算方法得到初始t_o值。