使用物体来对准和校准惯性导航系统技术方案

使用从物体的图像获得的信息来执行惯性导航系统的初始化。从该图像获得关于该物体在全局参考系中的位置和取向信息以及关于相机相对于该物体的位置和取向信息。确定关于相机在全局参考系中的位置和取向信息、连同惯性传感器参考系与导航坐标系之间的变换矩阵。使用关于相机的位置和取向信息、该变换矩阵以及相机在该物体被成像时的速度(即0)来初始化惯性导航系统。使用初始化的数据以及来自惯性传感器的测量，可在导航期间更新移动平台的位置并在例如数字地图上提供该位置。可使用从不同物体的图像获得的信息来校正惯性导航误差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用物体来对准和校准惯性导航系统背景在通信行业中，关于诸如蜂窝或其他无线通信设备之类的移动站的准确的位置信息正日渐盛行。全球定位系统(GPS)给出一种用来提供无线移动站位置确定的办法。GPS用户可通过从环地轨道中的卫星飞行器(SV)得到的信息来推导包括三维位置、速度和时间在内的精确导航信息。从这些SV接收到的信号通常是相当微弱的。因此，为了确定接收机的位置，该接收机必须充分灵敏才能捕获这些微弱信号并解读它们所代表的信息。目前的GPS接收机的一个限制在于，它们的操作局限于其中有多颗卫星清楚地在视野中而无障碍物并且良好质量的天线被正确地放置以接收此类信号的境况。由此，这些GPS接收机在具有阻挡条件的区域中通常是不可使用的，诸如在有显著的植物或建筑物阻挡(例如，城市峡谷)的区域中并且尤其是在建筑物内。概述 移动平台上的惯性导航系统(INS)通过整合加速计和陀螺仪的测量来持续地计算移动平台的位置、取向和速度。在INS能被用于计算该位置、取向和速度之前，该INS的位置、取向和速度必须被初始化。使用从物体的图像获得的信息来执行INS初始化。从该物体的图像获得关于该物体相对于全局参考系或局部坐标系的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.18 US 12/689,0851.一种方法，包括 保持移动平台固定同时用所述移动平台中的相机获取物体的图像，所述移动平台具有包括惯性传感器的惯性导航系统，其中所述惯性传感器与所述相机之间的取向是已知的；获得所述物体在全局参考系中的位置和取向信息； 从所述物体的所述图像估计所述相机相对于所述物体的位置和取向； 从所估计的所述相机相对于所述物体的位置和取向、以及所获得的所述物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的相机位置和取向； 使用所确定的在所述全局参考系中的相机位置和取向以及所述惯性传感器与所述相机之间的所述取向来确定导航坐标系与关于所述惯性导航系统的惯性传感器参考系之间的变换矩阵； 将所述惯性导航系统的速度设置为O ; 将所述惯性导航系统的位置设置为所估计的所述相机在所述全局参考系中的位置；将所述导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的所述变换矩阵设置为所确定的所述导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵； 使用来自所述惯性传感器的测量、所设置的变换矩阵、所述惯性导航系统的所设置速度和所设置位置来更新所述惯性导航系统的位置、速度和取向；以及 提供所述惯性导航系统的所述位置的经更新估计作为所述移动平台的位置。2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，进一步包括 保持所述移动平台固定同时用所述移动平台中的所述相机获取一不同物体的图像； 获得所述不同物体在所述全局参考系中的位置和取向信息； 从所述不同物体的所述图像估计所述相机相对于所述不同物体的新位置和取向；从所估计的所述相机相对于所述物体的新位置和取向、以及所获得的所述不同物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的新的相机位置和取向；以及使用所确定的在所述全局参考系中的新的相机位置和/或取向中的至少一者来估计和校正所述惯性导航系统的所述位置、速度和取向中的误差以及所述惯性传感器的误差。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惯性导航系统的所述位置、速度和取向中的误差以及所述惯性传感器的误差是使用卡尔曼滤波器来估计和校正的。4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵包括使用相机参考系与物体参考系之间的所确定的第一变换矩阵、以及所述全局参考系与所述物体参考系之间的第二变换矩阵。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵进一步包括使用所述相机参考系与所述惯性传感器参考系之间的第三变换矩阵。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与惯性传感器参考系之间的变换矩阵进一步包括使用所述全局参考系与所述导航坐标系之间的第四变换矩阵。7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述物体是数据码标记。8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述物体是快速响应码。9.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述物体编码有统一资源标识符(URI)，并且其中获得关于所述物体的位置和取向信息包括解码所述物体以确定所述URI ;以及 使用所述URI来访问和下载关于所述物体的所述位置和取向信息。10.如权利要求I所述的方法，其特征在于，提供所述惯性导航系统的所述位置的经更新估计作为所述移动平台的位置包括在所述移动平台上的数字地图上显示所述经更新位置。11.一种移动平台，包括 可操作用于对物体成像的相机； 包括提供运动和旋转数据的惯性传感器的惯性导航系统； 连接到所述相机和所述惯性传感器的处理器； 连接到所述处理器的存储器；以及 软件，其保存在所述存储器中并在所述处理器中运行以使所述处理器获得关于所述物体在全局参考系中的位置和取向信息；从由所述相机获取的所述物体的图像估计所述相机相对于所述物体的位置和取向；从所估计的位置和取向、以及所获得的所述物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的相机位置和取向；使用所确定的在所述全局参考系中的相机位置和取向以及所述惯性传感器与所述相机之间的已知取向来确定导航坐标系与关于所述惯性导航系统的惯性传感器参考系之间的变换矩阵；将所述惯性导航系统初始化为具有速度O、所确定的所述相机在所述全局参考系中的位置、以及所确定的所述导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵；使用来自所述惯性传感器的数据、以及所述初始化的速度、位置和变换矩阵来更新惯性导航系统位置；以及提供经更新的惯性导航系统位置作为所述移动平台的位置。12.如权利要求11所述的移动平台，其特征在于，所述软件使得所述处理器进一步使所述处理器获得关于一不同的被成像物体在所述全局参考系中的位置和取向信息；从由所述相机获取的图像估计所述相机相对于所述不同的被成像物体的新位置和取向；从所估计的新位置和取向、以及所获得的所述不同的被成像物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的新的相机位置和取向；以及使用所确定的在所述全局参考系中的新的相机位置和取向中的至少一者来估计和校正所述惯性导航系统的所述位置、速度和取向中的误差以及所述惯性传感器的误差。13.如权利要求11所述的移动平台，其特征在于，进一步包括卡尔曼滤波器，其中所述卡尔曼滤波器使用所确定的在所述全局参考系中的新的...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·张，L·J·盖林，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：
国别省市：