[发明专利]用于惯性/视频混合的设备和方法

说明书

本发明涉及一种安装在载体(2)上的用于惯性/视频混合的设备(2)，该设备包括：相机(6)，被配置成获取示出附接到载体(2)的预定标记(12)第一图像；处理单元(8)，被配置成：根据获取的第一图像估计载体(2)的速度，以将估计的速度与惯性单元产生的关于载体(2)的惯性数据混合(4)，在所获取的第一图像中定位标记(12)的位置，计算标记(12)的定位位置与参考位置之间的偏差，将计算出的偏差与预定阈值进行比较，以及当计算出的偏差大于预定阈值时发出警报信号。

技术领域

本发明涉及一种用于惯性/视频混合的设备和方法

背景技术

众所周知，在诸如飞行器之类的载体中会安装惯性单元，该惯性单元产生关于该载体的惯性数据(通常为该载体的位置、姿态及速度)。惯性单元从诸如加速度计和陀螺仪之类的惯性传感器中产生此类数据。

然而，由惯性单元产生的数据会漂移。这就是为什么要提出使用除惯性传感器之外的其他类型的传感器的原因，这些传感器产生的数据用于对惯性单元产生的惯性数据进行校正(在资料中也提到了惯性数据的重新调整)。将惯性数据与另一种类型的数据进行结合的处理通常称为混合(hybridization)。

已经提出了不同类型的混合。其中最著名的是惯性/卫星混合(通常缩写为GPS/INS)，该惯性/卫星混合包括惯性数据和由与卫星的星座通信的接收器捕获的卫星定位数据的组合。由于卫星定位数据的漂移较小，因此能够用于校正惯性数据。

已经证明了这种类型的混合对飞行器在飞行过程中的导航特别有用。

然而，需要注意的是，接收器接收到的GPS信号对干扰器的存在是非常敏感的。如今，许多驾驶员使用这种干扰器以避免被定位，尤其是在机场区域周围。GPS信号的另一个缺陷是这些信号的传播会受到建筑物的阻碍。出于所有这些原因，处于滑行或着陆阶段的飞行器会接收到带噪的GPS信号，从而导致GPS/INS混合失效。

已经提出了替代的混合来纠正该缺陷。这些混合之一是惯性/视频混合。惯性/视频混合包括通过由相机获取的图像来确定载体的速度，该相机在该载体移动时扫描载体的环境。使用该速度来校正惯性数据。

为了使惯性/视频混合有效运作，惯性单元与获取图像的相机需要协调一致，即，表示惯性数据的参考和表示根据相机的图像估计的速度的参考之间的相对位置是已知的。

相机和惯性单元之间的失调可能是由于相机相对于飞行器的过度偏移而造成的。这会损害惯性/视频混合产生的导航解决方案的精度。

在航空领域，将误差保持在有限的容差范围内以符合安全认证(安全)并检测误差何时偏离该容差范围是至关重要的。

发明内容

本发明的目的是检测用于惯性/视频混合的设备的惯性单元和相机之间的过度失调水平。

为此，根据本发明的第一方面，提出了一种安装在载体上的用于惯性/视频混合的设备，该设备包括：

-相机，该相机被配置成获取第一图像，该第一图像示出固定在载体上的预定标记；

-处理单元，该处理单元被配置成根据所获取的第一图像估计载体的速度，以将所估计的速度与惯性单元产生的关于载体的惯性数据混合，

其中，该处理单元还被配置成：

-在所获取的第一图像中定位标记的位置，

-计算该标记的定位位置与参考位置之间的偏差，

-将计算出的偏差与预定阈值进行比较，

-当计算出的偏差大于该预定阈值时发出警报。

根据本发明的第一方面的设备可以通过以下特征以单独地或在技术上可行的情况下以组合的方式来实现。