视觉和IMU融合的移动机器人运动解耦估计

作     者：路丹晖 周文晖 龚小谨 刘济林 

作者机构：浙江大学信息与电子工程学系浙江杭州310027 杭州电子科技大学计算机学院浙江杭州310018 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2012年第46卷第6期

页      面：1021-1026页

核心收录：

学科分类：081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学基金重大资助项目(6053407) 国家自然科学基金资助项目(60902077) 

主　　题：视觉里程计 惯性测量单元 扩展卡尔曼滤波 解耦估计 

摘      要：针对视觉里程计(VO)因累积误差导致运动姿态估计存在的偏差,提出实时扩展卡尔曼滤波器姿态估计模型,利用惯性测量单元(IMU)结合重力加速度方向作为垂直方向参考,对视觉里程计航向、俯仰和侧倾3个方向姿态估计进行解耦,修正姿态估计的累积误差;根据运动状态采用模糊逻辑调整滤波器参数,实现自适应的滤波估计,降低加速度噪声的影响.实验采用高精度的全站仪作为真值,并结合多种地形环境,实验结果表明:50m内跟踪的累积误差低于0.3m,有效地提高了视觉里程计的定位精度和鲁棒性.