视觉惯导融合定位及完好性系统设计

发布时间：2023-05-07 16:22

　　近年来人们对位置服务的依赖性越来越高,虽然有全球卫星定位系统提供位置服务,然而在室内由于建筑物墙体以及玻璃的阻挡,卫星信号会受到严重干扰。人们发现往往在商场,地下停车库等室内场所,不仅不能提供正确的位置服务,有时甚至提供误导人们的位置信息。视觉定位系统以及惯导定位系统都能在室内环境下提供位置服务,本文使用视觉和惯导设计融合定位系统为行人提供室内的位置服务。本文首先调研了视觉里程计以及视觉惯性里程计的理论及其发展,对比不同的视觉与惯导的融合方式,之后研究了国内外比较主流的视觉惯性里程计工程。其次,针对行人在室内定位的需求及其场景特性进行分析,设计一种视觉惯导融合系统并对系统的扩展性和稳定性进行研究。所设计的定位系统采用模块化设计,根据系统各个部分的功能分为视觉模块,定位子系统模块,融合模块和纠正模块,对每个模块的不同原理及需求设计不同的实现方案。然后,对各个模块的完好性进行分析,重点分析了视觉模块的影响因素,从光线强度、光线对左右相机照射不同、左右相机时间同步、行人运动过程、视野中的移动物体的因素进行分析,探究不同影响因素下视觉模块的运行情况,并设计相应的状态异常解决方案,保证能有效地监...

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景和意义
    1.2 国内外相关领域研究和进展
        1.2.1 视觉惯性里程计研究现状
        1.2.2 国内外视觉工程项目分析
    1.3 本文的主要内容和架构
        1.3.1 本文主要内容
        1.3.2 本文架构
第二章 视觉惯性里程计分析
    2.1 概述
    2.2 传统视觉里程计原理分析
        2.2.1 传统单目视觉里程计原理
        2.2.2 双目视觉里程计原理
    2.3 视觉惯性里程计算法的分析
    2.4 视觉惯导融合定位系统分析
        2.4.1 视觉惯导融合定位系统需求分析
        2.4.2 系统的可行性分析
    2.5 本章小结
第三章 系统的设计方案
    3.1 概述
    3.2 视觉惯导融合定位系统的框架
        3.2.1 系统的总体框架
        3.2.2 系统的数据流程和状态流程
    3.3 视觉模块的框架
        3.3.1 视觉模块总体框架设计分析
        3.3.2 特征检测模块总体框架设计分析
        3.3.3 特征检测模块出现异常时的切换和重启
    3.4 定位子系统模块设计
        3.4.1 定位子系统模块的工厂模式
        3.4.2 其他定位子系统模块出现异常时的切换和重启
    3.5 系统的融合分析
        3.4.1 视觉子模块中的紧耦合融合
        3.4.2 松耦合融合模块设计
    3.6 系统的异常结果处理模块
        3.6.1 系统的异常分析
        3.6.2 松融合模块的异常处理分析
        3.6.3 定位结果的纠正模块设计
    3.7 本章小结
第四章 系统运行的完好性分析
    4.0 概述
    4.1 视觉模块的完好性分析
        4.1.1 运动过程对特征检测的影响
        4.1.2 光线对特征检测的影响
        4.1.3 相机时间不同步对特征检测的影响
        4.1.4 移动物体对视觉模块的影响
    4.2 子定位系统模块的完好性分析
    4.3 松融合模块的完好性分析
    4.4 纠正模块的完好性分析
    4.5 本章小结
第五章 系统的实测实验和分析
    5.1 概述
    5.2 实验硬件以及软件平台使用
        5.2.1 视觉采集相机和IMU传感器
        5.2.2 系统的计算硬件平台和软件平台
        5.2.3 数据采集方式
    5.3 系统的实验结果和分析
        5.3.1 光线对特征检测的影响实验
        5.3.2 左右相机时间不同步的影响
        5.3.3 运动过程的影响
        5.3.4 系统的纠正模块完好运行时对轨迹的纠正实验
        5.3.5 纯视觉定位数据与加上不同惯性传感器数据的定位对比
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢



本文编号：3810911