[发明专利]基于单目视觉的IMU漂移补偿方法有效
申请号: | 201510455737.7 | 申请日: | 2015-07-29 |
公开(公告)号: | CN106709222B | 公开(公告)日: | 2019-02-01 |
发明(设计)人: | 梁炜;张吟龙;谈金东;张晓玲;李杨 | 申请(专利权)人: | 中国科学院沈阳自动化研究所 |
主分类号: | G06T7/207 | 分类号: | G06T7/207 |
代理公司: | 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 | 代理人: | 徐丽 |
地址: | 110016 *** | 国省代码: | 辽宁;21 |
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摘要: | 针对目前惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)方向估计存在误差累积、无法适用于长时间方向估计的问题,本发明提出一种基于单目视觉的IMU漂移补偿方法,包括基于IMU的方向估计、单目摄像头的方向估计以及视觉辅助IMU的误差补偿三个步骤。本发明方法在相邻两帧图像间的特征点对集合中,采用外级线约束方法得到基于视觉的方向估计值,并将其引入到IMU的校准补偿中,解决IMU长时间误差累积的问题。本发明方法适用于静态和动态误差补偿,具有准确、稳定、零漂移的优势。 | ||
搜索关键词: | 基于 目视 imu 漂移 补偿 方法 | ||
【主权项】:
1.一种基于单目视觉的IMU漂移补偿方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:基于IMU的方向估计;步骤2:单目摄像头的方向估计;步骤3:视觉辅助IMU的误差补偿;所述步骤1包括以下步骤:步骤1.1:计算陀螺仪的方向估计![]()
其中
表示t时刻由IMU陀螺仪估计出的四元数,由(q0,q1,q2,q3)表示,q1、q2、q3分量分别对应旋转轴在X、Y、Z方向的投影,q0分量对应IMU围绕旋转轴旋转的角度;
表示陀螺仪估计出的四元数的变化率,Δt表示采样间隔;步骤1.2:以最小化估计值误差为目标,定义目标函数:
从而得到加速计与磁力计的方向估计
其中,
和
分别表示加速计和磁力计估计值的误差;步骤1.3:利用增益自适应互补滤波算法,估计求解IMU坐标系下的方向信息![]()
其中,kt表示自适应的增益系数,
表示最终的方向估计信息。
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