慣性/雙目視覺(jué)里程計(jì)深組合導(dǎo)航方法

逯建軍,任曉軍，孫 偉，郭元江，李 群

(1.海軍裝備部，北京 100000；2.海軍駐航天某院軍代表室，北京 100000； 3.北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所，北京 100074)

慣性/雙目視覺(jué)里程計(jì)深組合導(dǎo)航方法

逯建軍1,任曉軍2，孫 偉3，郭元江3，李 群3

(1.海軍裝備部，北京 100000；2.海軍駐航天某院軍代表室，北京 100000； 3.北京自動(dòng)化控制設(shè)備研究所，北京 100074)

針對(duì)現(xiàn)有視覺(jué)里程計(jì)測(cè)量噪聲大、匹配精度低、實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，研究一種基于Kalman濾波器的慣性/雙目視覺(jué)里程計(jì)組合導(dǎo)航方法。在視覺(jué)里程計(jì)中引入慣性導(dǎo)航信息，輔助完成實(shí)時(shí)圖截取、搜索區(qū)預(yù)測(cè)、輸出速度校正等功能，提高視覺(jué)里程計(jì)的測(cè)量精度與計(jì)算速度。利用Kalman濾波器，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)里程計(jì)對(duì)慣導(dǎo)累計(jì)誤差的修正，提升組合導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度。車載試驗(yàn)結(jié)果表明，慣性/雙目視覺(jué)里程計(jì)深組合導(dǎo)航的實(shí)時(shí)定位精度優(yōu)于0.5%D(CEP)，具備工程應(yīng)用條件。

雙目視覺(jué)里程計(jì)；慣性導(dǎo)航；組合導(dǎo)航

0 引言

隨著飛行器長(zhǎng)時(shí)間、遠(yuǎn)程航行需求的不斷增強(qiáng)，對(duì)導(dǎo)航系統(tǒng)的精度和自主性要求不斷提高。純慣性導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航誤差隨時(shí)間積累而不斷增大，不能完全滿足實(shí)際應(yīng)用的需要[1-5]。慣性/雙目視覺(jué)里程計(jì)深組合導(dǎo)航可在不提高慣性元件精度的情況下，提升導(dǎo)航系統(tǒng)的導(dǎo)航精度，節(jié)約成本。

視覺(jué)里程計(jì)技術(shù)的基本內(nèi)涵[6]為：?jiǎn)文肯鄼C(jī)通過(guò)前后幀圖像的差異，在已知距離的情況下可以測(cè)量出載體的速度。而雙目視覺(jué)里程計(jì)[7-9]技術(shù)利用雙目相機(jī)，通過(guò)左右兩個(gè)相機(jī)圖像差異測(cè)出距離，通過(guò)前后幀圖像的差異測(cè)量出載體的速度。……