一种图像传感器和陀螺仪的时间同步标定装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种图像传感器和陀螺仪的时间同步标定装置及方法，装置包括：摆锤，与连杆的一端刚性相连，用于安装图像传感器和陀螺仪；旋转轴，与连杆的另一端相连，与摆锤配合形成平面单摆；弧形刻度盘，放置时使其圆心与旋转轴重合；数据采集模块，用于记录陀螺仪的基准时间和图像传感器的图像时间戳，同时获取摆锤重心的角位移数据和角速度数据，并建立角位移数据

【技术实现步骤摘要】
一种图像传感器和陀螺仪的时间同步标定装置及方法


[0001]本专利技术涉及机器视觉
，特别是涉及一种图像传感器和陀螺仪的时间同步标定装置及方法。

技术介绍

[0002]同时定位和建图(SLAM)技术是智能移动机器人的关键。在实际应用中，纯视觉的SLAM方案在高速运动或弱纹理场景存在前后帧图像失配问题，纯惯导方案因加速度计、陀螺仪等的零漂问题而无法长时间独立工作，而视觉惯性信息融合的SLAM方案在鲁棒性方面优势明显。时间同步是实现视觉惯性传感器数据融合的基础要求，现有视觉惯性传感器的时间同步方案有：(1)直接触发同步，即以惯性传感器固定频率输出的基准信号(中断信号、就绪信号等)作为触发信号，启动图像传感器的单帧图像数据采集过程；(2)补偿触发同步，该方案考虑了图像的曝光时间，并通过补偿的方式将惯性传感器输出的基准信号和图像传感器的曝光中间时刻对齐；(3)系统时间同步，通过后端主控单元接收到的图像数据和惯性数据的系统时间作为时间戳同步。以上传感器同步方案均未考虑惯性传感器的采集同步。与视觉惯性传感器同步方案相对应，时间偏差标定方法有：(1)互本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像传感器和陀螺仪的时间同步标定装置，其特征在于，包括：摆锤，与连杆的一端刚性相连，用于安装图像传感器和陀螺仪；旋转轴，与连杆的另一端相连，与所述摆锤配合形成平面单摆；弧形刻度盘，放置时使得所述弧形刻度盘的圆心与所述旋转轴重合，且所述图像传感器在运动过程中能够获取所述弧形刻度盘的刻度图像；数据采集模块，用于记录所述陀螺仪的基准时间和所述图像传感器的图像时间戳，同时获取所述摆锤重心的角位移数据和角速度数据，并建立所述角位移数据与所述图像传感器的图像时间戳的对应关系以及所述角速度数据与所述陀螺仪的基准时间的对应关系；计算模块，用于根据所述角位移数据与所述图像传感器的图像时间戳的对应关系拟合角位移函数，根据所述角速度数据与所述陀螺仪的基准时间拟合角速度函数，并基于拟合函数及相位差关系建立所述图像传感器与所述陀螺仪之间的时间关系。2.根据权利要求1所述的图像传感器和陀螺仪的同步标定装置，其特征在于，所述数据采集模块包括：图像数据接收单元，用于接收所述图像传感器输出的图像数据信号；角速度数据接收单元，用于接收所述陀螺仪输出的角速度数据信号；计时器单元，用于捕获所述图像传感器输出的图像基准信号以获得图像基准时间，同时捕获所述陀螺仪输出的陀螺仪基准信号以获得陀螺仪基准时间；图像数据时间戳获取单元，用于根据所述图像基准时间和所述图像传感器的时序参数获得以曝光中间时刻对齐的图像时间戳；图像数据输出单元，用于将匹配后的所述图像数据信号与所述图像时间戳输出至所述计算模块；角速度数据输出单元，用于将匹配后的所述陀螺仪基准时间与所述角速度数据信号输出至所述计算模块。3.根据权利要求1所述的图像传感器和陀螺仪的同步标定装置，其特征在于，所述计算模块通过f(t)≈P
1 sin(P2t+P3)+P4或f(t)≈P...

【专利技术属性】
技术研发人员：付凤杰，吴丽，朱冬晨，李嘉茂，张晓林，
申请(专利权)人：中国科学院上海微系统与信息技术研究所，
类型：发明
国别省市：