【技术实现步骤摘要】
:本专利技术是涉及双目立体视觉及惯性测量单元的相对姿态的标定方法,该方法可以辅助视觉定位,为视觉传感器与IMU信息融合提供必要的条件。
技术介绍
:在球形机器人、无人机导航、运动捕捉以及增强现实等领域中,经常将相机与惯性测量单元绑定在一个运动物体上,通过对两者信息的融合,确定出一个较精确的位姿。双目立体视觉模拟人类双眼处理景物的方式对空间点进行定位,可以很好地解决非线性误差,是其中一个重要研究方向。但仅仅依靠视觉信息实现机器人的自主定位等功能,有一定的缺陷,如传统的视觉里程计以相机的初始坐标系作为定位坐标系,当相机安装不平行于地面时,会导致垂直方向上定位不准确,可以使用IMU信息,给出全局参考坐标系,使定位结果更加准确。传统的相机与惯性测量单元标定方法有以下几点:(1)Mirzaei和Roumeliotis提出了一种使用扩展卡尔曼滤波器求取摄像机-IMU间的相对位姿的方法需要用到特定的标定板,当系统初始误差和噪声较大时,计算结果的精度较低。(2)Kelly和Sukhatme提出了一种基于无迹卡尔曼滤波器的传感器位姿标定方法,不需要特定的标定板,但重力加速度对标定精度有一定影响,当对大地坐标系下的重力加速度进行估计时,模型的准确度有限,故对标定精度有一定影响。(3)Johnson等使用高精度3D激光扫描仪辅助求取摄像机-IMU相对位姿关系,但激光扫描仪一般较昂贵。(4)Lang和Pinz,根据手眼标定方程,提出了一种受限的非线性优化算法,可用于计算相机和IMU之间的旋转变化角度[5]。该方法中假定摄像 ...
【技术保护点】
一种双目立体相机与惯性测量单元相对姿态标定方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:对双目摄像机与IMU固连在一起,对双目摄像机进行标定。步骤二:将双目摄像机与IMU固连静止放置在细线前,开启相机与IMU,同时采集图像与IMU数据。步骤三:根据双目测距原理,测得细线在相机坐标系下的表示,单位化后即机坐标系下的重力方向向量。步骤四:静止状态下,惯性测量单元所测得的加速度即为重力加速速,单位化后就得到惯性测量单元在IMU下的表示。步骤四:使相机与IMU固连单元以不同的姿态,静止于细线前方,多采集几组数据,重复步骤二、步骤三与步骤四。步骤五:计算出相机坐标系与IMU坐标系间的姿态关系。步骤六:时间同步,有系统时间,进行时间同步。
【技术特征摘要】
1.一种双目立体相机与惯性测量单元相对姿态标定方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:对双目摄像机与IMU固连在一起,对双目摄像机进行标定。
步骤二:将双目摄像机与IMU固连静止放置在细线前,开启相机与IMU,同时采集图像与IMU
数据。
步骤三:根据双目测距原理,测得细线在相机坐标系下的表示,单位化后即机坐标系下的重
力方向向量。
步骤四:静止状态下,惯性测量单元所测得的加速度即为重力加速速,单位化后就得到惯性
测量单元在IMU下的表示。
步骤四:使相机与IMU固连单元以不同的姿态,静止于细线前方,多采集几组数据,重复步
骤二、步骤三与步骤四。
步骤五:计算出相机坐标系与IMU坐标系间的姿态关系。
步骤六:时间同步,有系统时间,进行时间同步。
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【专利技术属性】
技术研发人员:叶平,贾庆轩,孙汉旭,高树会,窦仁银,杨俊锋,
申请(专利权)人:北京邮电大学,
类型:发明
国别省市:北京;11
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