提出一種單目視覺人工路標(biāo)輔助慣性導(dǎo)航系統(tǒng)(Inertial Navigation System,INS)的定位方法。首先設(shè)計(jì)人工路標(biāo),并用相機(jī)拍攝各預(yù)先設(shè)置的人工路標(biāo),記錄拍攝每個(gè)路標(biāo)時(shí)相機(jī)位置和姿態(tài),建立視覺路標(biāo)庫(kù)。在利用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)定位過(guò)程中,對(duì)單目相機(jī)采集到的圖像進(jìn)行路標(biāo)提取、與路標(biāo)庫(kù)中相應(yīng)路標(biāo)進(jìn)行匹配,估計(jì)當(dāng)前相機(jī)位置和姿態(tài),然后利用卡爾曼濾波將視覺匹配估計(jì)的位置信息和INS有效地融合。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:傳統(tǒng)航位推算方法的平均誤差為0.715 m,本文組合導(dǎo)航方法的平均誤差為0.154 m,該方法有效地提高了慣性導(dǎo)航定位的精度。

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【部分圖文】：

圖2 人工路標(biāo)

單目相機(jī)相比RGB-D相機(jī)和雙目相機(jī),缺少尺度信息。為了從人工路標(biāo)中獲得尺度信息,將圓形路標(biāo)外圍半徑都設(shè)為相同值。為了路標(biāo)區(qū)域有較多的特征點(diǎn),通過(guò)特征點(diǎn)匹配來(lái)進(jìn)行單目視覺運(yùn)動(dòng)估計(jì),人工路標(biāo)如圖2所示。本文采用霍夫圓變換來(lái)實(shí)現(xiàn)路標(biāo)區(qū)域的識(shí)別。霍夫變換是從圖像中識(shí)別幾何形狀的一種方法....

圖3 建庫(kù)路標(biāo)圖像

因?yàn)槁窐?biāo)區(qū)域是在同一個(gè)平面上,所以認(rèn)為該區(qū)域的深度信息是一致的。2.3建立視覺路標(biāo)庫(kù)

圖4 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)

實(shí)驗(yàn)基于山東泰安極創(chuàng)機(jī)器人科技有限公司生產(chǎn)的履帶式小車底盤上搭建的平臺(tái)上進(jìn)行,如圖4所示。平臺(tái)上配備一個(gè)JY61模塊,能以100Hz速率輸出數(shù)據(jù),它的性能指標(biāo)如表1所示。相機(jī)采用北京小鳥看看科技有限公司生產(chǎn)的DCAM710深度相機(jī),這里只用到了RGB圖像。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還配置了CPU....

圖5 像素半徑-距離關(guān)系圖

在已知距離標(biāo)定后,根據(jù)式(11),得到圖像中路標(biāo)的像素半徑后,可知相機(jī)到路標(biāo)的深度信息。圖5為由霍夫圓變換檢測(cè)到的路標(biāo)像素半徑與距離的關(guān)系,在距離為2.836m和2.936m時(shí),像素半徑相同,說(shuō)明距離到一定值時(shí),小距離的變化不會(huì)引起像素半徑的變化。圖6為由像素半徑計(jì)算的距離和....

本文編號(hào)：4029590