基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法及装置制造方法及图纸

技术编号:41588459 阅读:19 留言:0更新日期:2024-06-07 00:01
一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法及装置,方法包括:提取各帧声纳图像中的特征点,并搜索当前帧与上一关键帧的共视特征点;使用惯性导航设备初步推断当前帧水下机器人姿态;根据共视特征点位置、水下机器人姿态以及惯性导航设备测量值、声纳测量值建立因子图模型,利用因子图模型建立误差优化方程,求解得到共视特征点估计位置;建立位置误差估计模型进行水下机器人运动变化度量,以判定当前帧是否为关键帧;计算得到共视特征点位置估计误差,并作为权重因子建立新的误差优化方程,求解得到关键帧的共视特征点位置;通过关键帧的共视特征点位置反算水下机器人姿态结果。本发明专利技术有效提高了水下机器人姿态估计精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及水下机器人,尤其涉及一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法及装置


技术介绍

1、随着海洋技术的迅猛发展,人类的生活与海洋的联系愈发密切,自21世纪以来,水下机器人凭借其独有的特性和优势,在海洋探测中担任着越来越重要的角色,其应用范围已经深入到民用和军用等多个方面。而在水下航行工作过程中,未知的复杂海洋环境会极大地威胁到机器人水下作业的稳定性以及安全性。因此,对水下机器人精准可靠的姿态实时更新是其完成水下特定任务的前提和保障。

2、传统的水下机器人更新方法主要包括惯性导航系统、光学定位导航系统以及水声定位导航系统。惯性导航姿态估计方法存在误差随时间累积导致姿态信息不可靠的问题;光学定位导航系统易受水下复杂环境影响而无法提供稳定的定位导航;水声定位导航系统凭借其穿透力强,不受光照、浑浊水质等恶劣水下环境因素影响等优势,在水下机器人定位定姿领域的应用日益广泛,技术也愈发成熟。其中前视声纳相对于测扫声纳、测深声纳等扫描频率更高,更适合于水下机器人运动过程全状态姿态估计。而目前基于前视声纳的水下机器人姿态估计存在图像帧间运动变化小本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,所述水下机器人运动坐标系以水下机器人运动起点为原点,且水下机器人运动起点为水下机器人任意姿态估计的起算点;所述载体坐标系以水下机器人的重心为原点。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,将当前帧与上一关键帧的共视特征点的搜索问题建模为二分图最大匹配问题,并采用匈牙利算法进行求解。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其...

【技术特征摘要】

1.一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,所述水下机器人运动坐标系以水下机器人运动起点为原点,且水下机器人运动起点为水下机器人任意姿态估计的起算点;所述载体坐标系以水下机器人的重心为原点。

3.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,将当前帧与上一关键帧的共视特征点的搜索问题建模为二分图最大匹配问题,并采用匈牙利算法进行求解。

4.根据权利要求1所述的一种基于图像共视特征点的水下机器人姿态估计方法,其特征在于,所述利用因子图模型建立误差优化方程,求解得到共视特征点估计位置,包括:

5.根据权利要求4所述的一种基于图像共...

【专利技术属性】
技术研发人员:马杰周毅张鑫杰刘义泽
申请(专利权)人:武汉理工大学
类型:发明
国别省市:

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