GNSS与视觉里程计辅助IMU的行人导航方法研究

发布时间：2024-03-13 21:23

　　在现代导航应用中,惯性导航系统与GNSS组合方式因具有非常多的优点而被广泛采用。典型的GNSS/INS组合导航系统,不仅可在很多恶劣的GNSS观测环境下用惯性传感器自主导航,还可通过GNSS的辅助有效地抑制惯性器件的漂移和零偏误差。然而,其导航的精度很大程度上取决于惯性器件性能。随着无缝导航需求的日益增长,视觉里程计(VO)引起了研究者们广泛关注。它可以在GNSS信号缺失的情况下连续地校正惯性导航系统误差,实现准确一致的自运动估计。因此,视觉传感器很自然的成为了一种用于提高导航系统整体性能的外部辅助选择。本文重点研究了GNSS与视觉传感器辅助IMU的行人导航问题,主要内容如下:1、研究了基于行为分类识别的惯性距离测量方法,它包含两个关键部分,计步和步长估计。该方法首先对行为的模式区分进行了研究,在行为分类的基础上给出了综合时频域的计步方法。为了适应不同的行为模式,构造了两段步长函数模型用于步长估计。2、设计了一个综合点特征和结构化线特征的视觉惯性里程计,通过优化IMU预积分测量误差、点线重投影残差、先验残差来估计相机的位姿。3、研究了视觉传感器辅助GNSS/INS组合导航问题,并设计了...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２－１?针孔相机模型??

恢复出点的３Ｄ坐标６??２．２．１相机模型与投影变换??以针孔相机模型为例，如图２－１所示，我们首先定义３个坐标系：??１、

图２－２三角测量??

恢复出点的３Ｄ坐标６??２．２．１相机模型与投影变换??以针孔相机模型为例，如图２－１所示，我们首先定义３个坐标系：??１、

图２－３像素坐标系和等效球面坐标系示意图（在焦点为球心的单位球面的基础上构建等效球??面坐标系，其中，Ｘ，Ｙ轴与像素坐标系的ｘｙ轴平行，Ｚ轴从相机的焦点指向＿像的主袁；延??长等效球面坐标系上的单位矢＿与像素坐标系相交．，．．建立极坐标网格）??

采用ＪＬｉｎｋａｇｅ聚类［５６］的方法检测消失点。［５７］提出了一种简单有效的搜索策略??来估计校准图像上的消失点，为了加快搜索的过程，［５７］首先在像素坐标系的基础??上构造等效球面坐标系，并进一步构造极坐标网格，如图２－３所示。??１３??

图３－２数据集中提取的３个特征??

Ｉ：Ｊ＾Ｉ??＾＝＾Ｔ－?（３－４）??其中，Ｅ代表能量特征，ｆ表示直流分量移除以后的频率，图３－２为不同运动??行为下的３个特征。下面，我们将讨论如何基于这些特征信息进行模式区分。各种??各样的训练方法已用于行为识别，比如支持向量机、神经网络、Ｋ－ｍｅａｎｓ聚类和决??策树等等....

本文编号：3927590