基于IMU与双目视觉融合的无人机配电线路巡检SLAM技术研究

发布时间：2024-06-27 23:41

　　近年来,随着民用无人机技术的不断发展,无人机巡线已成为电力线路巡检的一个重要方式。电力线路分为高压输电线路和配电线路,传统无人机巡线的主要对象是高压输电线路,其所处环境在空旷的高空中,无人机容易接收到GPS信号实现自定位。配电线路则一般存在于城市,村落,工业区等居民用电地带,所处环境一般比较狭窄,周围障碍物多,GPS信号容易缺失且定位精度不足,最终导致无人机无法在配电线路巡检。为了解决无人机在配电线路下的定位问题,本文在双目视觉同步定位与建图(simultaneous localization and mapping,SLAM)的基础上,提出融合惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)信息的双目视觉SLAM算法。首先,介绍融合IMU信息的双目视觉SLAM理论基础。通过运动模型和观测模型介绍SLAM系统的工作原理,然后根据系统选用的传感器,分别介绍摄像头和IMU的工作原理以及坐标系转换关系,并在此基础上,探讨双目摄像头的立体视觉原理和对IMU进行建模。然后,对双目视觉SLAM的三大工作线程进行深入研究。在跟踪线程中,通过优化Fast特征点和Brief描述...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1杂乱的配电线

广东工业大学硕士学位论文2况。因此，要实现无人机在低压配电线路的巡检，需要研究一套更精准的自定位系统。图1-1杂乱的配电线Figure1-1Messydistributionline图1-2配电线路下的行人Figure1-2Peopleunderthedistributionli....

图1-2配电线路下的行人Figure1-2Peopleunderthedistributionline

广东工业大学硕士学位论文2况。因此，要实现无人机在低压配电线路的巡检，需要研究一套更精准的自定位系统。图1-1杂乱的配电线Figure1-1Messydistributionline图1-2配电线路下的行人Figure1-2Peopleunderthedistributionli....

图2-1SLAM姿态图

广东工业大学硕士学位论文10与此同时，SLAM系统工作期间，移动机器人在每一个位姿点都会有一个对应的路标点，并产生一个观测数据。位姿，路标点，观察数据三者关系构成一个观测方程。同样可以通过一个抽象的函数h进行描述。观测方程见式（2.2）：,,,,kjjkkjzhyxv（2.2）其....

图2-2小孔成像模型

第二章融合IMU信息的双目视觉SLAM理论基础11像的信息，红外光容易受到太阳光影响，不适用于室外场景，而且造价偏贵。双目摄像头通过对左右摄像头同一时刻记录的两幅图像进行立体匹配，从而得出物体的深度信息，精度更高，与RGBD相机相比，价格相对便宜。因此选用双目摄像头作为本文SLA....

本文编号：3996115