【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过动态调整测量噪声协方差进行视觉SLAM的误差状态卡尔曼滤波器
技术介绍
[0001]惯性导航(inertial navigation)是一种经典的定位方法。惯性导航使用一个或多个传感器,例如运动传感器或旋转传感器,不断计算和调整移动物体的位置、方向和速度。运动和旋转的感测可以通过惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)完成。惯性导航的一个优点是其仅依赖于传感器本身,而不需要例如全球定位系统、声纳位置建图、或基于相机的位置估计等外部参考。
[0002]确定位置的另一种方法是应用扩展卡尔曼滤波器(Extended Kalman Filter,EKF),例如使用全球定位系统。然而,在EKF中,定向需要使用具有很多参数的四元数或旋转矩阵。有时,EKF具有高阶乘积,这使得雅可比矩阵的计算变得困难且缓慢。此外,当状态值过大时,使用EKF计算雅可比矩阵可能会出现各种计算问题,例如可能的参数奇异性、万向节锁问题等,无法保证线性化有效性始终保持不变。
技术实现思路
[0003]本专利技术实施例涉及通过插入测量的更新以更紧密地结合预测的状态变量和测量的状态变量,使用图像速率测量更新ESKF滤波器。本专利技术实施例适用于增强现实和基于计算机的系统中的各种应用。
[0004]根据本专利技术的实施例,提供了一种更新同时定位与建图系统中的状态变量的方法。该方法包括从惯性测量单元接收计算的位置,其中,上述计算的位置包括位置、方向、以及速度。该方法包括从摄像头接收多个图像。该方法还包括预测包括状态变量 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种更新同时定位与建图(SLAM)系统中的状态变量的方法,所述方法包括:从惯性测量单元接收计算的位置,其中,所述计算的位置包括位置、方向、以及速度;从摄像头接收多个图像;使用所述计算的位置预测误差状态,所述误差状态包括状态变量和状态协方差,其中,所述状态变量包括向量,所述向量包括位置、速度、加速度计度量、陀螺仪度量、和重力测量中的一个或多个:使用优化过程处理所述多个图像的第一图像子集,以第一频率提供第一SLAM姿势;使用纯视觉里程计处理所述多个图像的第二图像子集,以第二频率提供第二SLAM姿势;以及使用所述第一SLAM姿势和所述第二SLAM姿势中的至少一个更新所述状态变量和所述状态协方差。2.根据权利要求1所述的方法,其中,提供所述第一SLAM姿势包括通过优化过程优化的第一组状态参数,提供第二SLAM姿势包括绕过所述优化过程的第二组状态参数。3.根据权利要求1所述的方法,其中,拍摄所述多个图像的图像频率等于所述第一频率和所述第二频率之和。4.根据权利要求1所述的方法,其中,使用所述第一SLAM姿势和所述第二SLAM姿势中的至少一个更新所述状态变量和所述状态协方差包括:以图像速率姿势更新所述状态变量和所述状态协方差,包括:使用所述第一SLAM姿势以每秒10次更新的速率更新所述状态变量和所述状态协方差;以及使用所述第二SLAM姿势以每秒20次更新的速率更新所述状态变量和所述状态协方差。5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述图像速率姿势还包括所述第一SLAM姿势和所述第二SLAM姿势的交错序列。6.根据权利要求1所述的方法,其中,至少基于所述第一SLAM姿势的第一质量度量或所述第二SLAM姿势的第二质量度量计算所述状态协方差。7.根据权利要求1所述的方法,其中,使用至少所述第一SLAM姿势或所述第二SLAM姿势更新所述状态变量和所述状态协方差包括:当SLAM质量度量丢失时,使用所述计算的位置更新所述状态变量和所述状态协方差。8.一种计算机系统,包括:处理器;惯性测量单元;以及一个或多个存储器,存储有计算机可读指令,当由所述处理器执行时,所述计算机可读指令配置所述计算机系统:从惯性测量单元接收计算的位置,其中,所述计算的位置包括位置、方向、以及速度;从摄像头接收多个图像;使用所述计算的位置预测误差状态,所述误差状态包括状态变量和状态协方差,其中,所述状态变量包括向量,所述向量包括位置、速度、加速度计度量、陀螺仪度量、和重力测量中的一个或多个:使用优化过程处理所述多个图像的第一图像子集,以第一频率提供第一SLAM姿势;
使用纯视觉里程计处理所述多个图像的第二图像子集,以第二频率提供第二SLAM姿势;以及使用所述第一SLAM姿势和所述第二SLAM姿势中的至少一个更新所述状态变量和所述状态协方差。9.根据权利要求8所述的计算机系统,其中,拍摄所述多个图像的图像频率等于所述第一频率和所述第二频率之和。10.根据权利要求8所述的计算机系统,其中,使用所述第一SLAM姿势或所述第二SLAM姿势更新所述状态变量和所述状态协方差包括:以图像速率姿势...
【专利技术属性】
技术研发人员:何鹏,
申请(专利权)人:OPPO广东移动通信有限公司,
类型:发明
国别省市:
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