一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法技术

本发明专利技术涉及一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法，利用单目相机和IMU模块的各自特点，实现传感器数据的互补。其中，通过单目相机进行定位虽然能够适应大多数场景，但不能解决尺度问题，且在弱纹理场景及快速运动场景下无法建立匹配关系，容易出现跟踪丢失的问题；而纯IMU可以在短时间内(毫秒级)很好地反映动态变化，但长时间内(秒级)其累积误差则会不断增加。因此，在定位流程的初始化、局部优化以及全局优化等阶段，通过融合视觉和惯导信息，可以实现不同传感器间的优势互补，最终达到增强定位系统适用性和准确性的目的，为战场低空环境下的无人机自身定位提供可靠的技术保障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法
本专利技术属于计算机视觉应用领域，涉及一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法。
技术介绍
无人机由于便携性高、机动性强等特点，逐渐发挥着越来越重要的作用，而高精度的定位导航能力则是衡量一款无人机系统性能的重要指标，也是无人机能在各类领域中体现价值的重要环节。在常规状态下，无人机采用GPS或北斗等组合导航方式实现自身定位，但由于导航信号抗干扰能力较差且遮挡环境下信号强度较弱，因此解决无卫星导航信号情况下无人机的自身定位问题显得非常重要。目前，采用无人机自身携带或外界辅助传感器实现无卫星导航信号环境下的定位问题，已经得到了广泛关注。无人机由于挂载能力以及运算能力的限制，可搭载的传感器主要包括相机、激光雷达、IMU、超声波传感器、气压计等。根据采用的传感器类别，无人机自身定位的方法主要包含了视觉定位方式、激光定位方式以及多传感器融合定位方式等。其中，视觉定位方式由于成本低、体积小等特点，特别是在依托了特征点法和直接法的SLAM技术后，该方式在无人机定位领域取得了较大发展，算法鲁棒性、环境本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法，其特征在于/n步骤S1：无人机上挂载采用全局快门的单目相机以及与相机固连的IMU模块，在低空飞行过程中采集帧率为30fps的图像数据以及频率为500Hz的IMU数据，作为整个定位算法的输入；/n步骤S2、对输入数据进行初始化操作：包括对图像进行FAST关键点提取和光流法相邻图像匹配，为后续求解相机位姿做准备；同时对IMU数据进行预积分，将相邻图像帧之间采集的高频IMU数据进行位姿、速度、旋转角的累积处理。随后，根据相邻图像帧的匹配结果采用SVD分解求解相邻图像帧的相对位姿，再与IMU预积分结果进行对齐，作为初始化参数；/n步骤S3、对图像和惯...

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉和惯导融合的低空无人机自身定位方法，其特征在于
步骤S1：无人机上挂载采用全局快门的单目相机以及与相机固连的IMU模块，在低空飞行过程中采集帧率为30fps的图像数据以及频率为500Hz的IMU数据，作为整个定位算法的输入；
步骤S2、对输入数据进行初始化操作：包括对图像进行FAST关键点提取和光流法相邻图像匹配，为后续求解相机位姿做准备；同时对IMU数据进行预积分，将相邻图像帧之间采集的高频IMU数据进行位姿、速度、旋转角的累积处理。随后，根据相邻图像帧的匹配结果采用SVD分解求解相邻图像帧的相对位姿，再与IMU预积分结果进行对齐，作为初始化参数...

【专利技术属性】
技术研发人员：张通，符文星，陈康，常晓飞，张晓峰，许涛，付斌，
申请(专利权)人：西北工业大学，西安因诺航空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61