单目视觉人工路标辅助INS的组合导航定位方法

发布时间：2025-02-01 20:27

　　 提出一种单目视觉人工路标辅助惯性导航系统(Inertial Navigation System,INS)的定位方法。首先设计人工路标,并用相机拍摄各预先设置的人工路标,记录拍摄每个路标时相机位置和姿态,建立视觉路标库。在利用惯性导航系统定位过程中,对单目相机采集到的图像进行路标提取、与路标库中相应路标进行匹配,估计当前相机位置和姿态,然后利用卡尔曼滤波将视觉匹配估计的位置信息和INS有效地融合。实验结果表明:传统航位推算方法的平均误差为0.715 m,本文组合导航方法的平均误差为0.154 m,该方法有效地提高了惯性导航定位的精度。

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【部分图文】：

图2 人工路标

单目相机相比RGB-D相机和双目相机,缺少尺度信息。为了从人工路标中获得尺度信息,将圆形路标外围半径都设为相同值。为了路标区域有较多的特征点,通过特征点匹配来进行单目视觉运动估计,人工路标如图2所示。本文采用霍夫圆变换来实现路标区域的识别。霍夫变换是从图像中识别几何形状的一种方法....

图3 建库路标图像

因为路标区域是在同一个平面上,所以认为该区域的深度信息是一致的。2.3建立视觉路标库

图4 实验平台

实验基于山东泰安极创机器人科技有限公司生产的履带式小车底盘上搭建的平台上进行,如图4所示。平台上配备一个JY61模块,能以100Hz速率输出数据,它的性能指标如表1所示。相机采用北京小鸟看看科技有限公司生产的DCAM710深度相机,这里只用到了RGB图像。实验平台还配置了CPU....

图5 像素半径-距离关系图

在已知距离标定后,根据式(11),得到图像中路标的像素半径后,可知相机到路标的深度信息。图5为由霍夫圆变换检测到的路标像素半径与距离的关系,在距离为2.836m和2.936m时,像素半径相同,说明距离到一定值时,小距离的变化不会引起像素半径的变化。图6为由像素半径计算的距离和....

本文编号：4029590