双目立体视觉与惯导融合里程估计方法

【摘要】定位技术是移动机器人、车载导航、海洋航行、航空航天等领域的关键技术之一。定位技术包括绝对定位技术和相对定位技术,其中相对定位技术在GPS等绝对定位技术无效的情况下具有极其重要的意义。双目立体视觉里程计技术和惯导技术都是非常重要的相对定位技术,前者精度高但是依赖于易受干扰的图像质量,后者数据稳定但是误差累积较严重。融合这两种技术可以将双目立体视觉里程计的高精度和惯导数据的稳定性结合起来。本文在对双目立体视觉里程计和惯导进行研究的基础上,针对二者的融合问题进行深入探索,主要研究成果包括：1、提出了一种由三个卡尔曼滤波器集成的视觉惯导融合算法,并通过让三个滤波器分别对应不同的数据帧率,适应了系统的多帧率且避免了视觉关键帧带来的速度估计不准确问题。2、引入间接卡尔曼滤波器来处理姿态航向融合,将滤波从强非线性姿态航向空间变换到近线性的姿态航向误差空间,并用修改的罗德里格斯参数对滤波器状态矢量进行变换,优化了姿态航向滤波融合。3、从理论上分析和证明了融合算法中三个卡尔曼滤波器的稳定性。4、开发了一套以融合里程计为主体的环境感知系统,能够完成实时里程估计等任务。
【作者】黄鸿；
【导师】刘勇；
【作者基本信息】浙江大学，控制科学与工程，2014，硕士
【关键词】双目立体视觉里程计；惯导；传感器融合；卡尔曼滤波；

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