圆锥环境作为姿态算法优化环境的适用性分析

由于圆锥环境的运动形式过于简单,使得基于其获得的优化系数在实际运动环境中应用的适用性受到质疑。针对上述问题,采用无穷项傅里叶级数展开的方法描述了载体的实际运动环境,基此对姿态算法相关公式进行了重新推导,并得出了相应的姿态算法优化系数,在理论上证明了圆锥环境可以作为姿态算法优化环境。证明了增加姿态算法的子样数,提高陀螺仪的采样频率可以有效抑制姿态算法解算误差。仿真结果表明了相关结论的正确性。

智能手机利用二维码路标进行定位定姿的方法研究

针对室内环境中智能手机用户的定位问题,设计了一种专门用于定位定姿的二维码路标,基于此二维码路标提出一种稳健的二维码路标检测算法,首先采用图像灰度化、直方图均衡化、二值化、边缘检测及形态学运算对采集到的图像进行预处理,然后利用轮廓检测将图像划分为不同的候选区,并对候选区进行筛选,保留二维码路标所在的候选区并提取其顶点的图像坐标,确定二维码路标在图像中的精确位置。检测到二维码路标后,根据二维码路标顶点的图像坐标与世界坐标的对应关系,采用EPnP算法解算手机相机中心的位置和姿态。实验结果表明,该方法对用户的拍摄距离、角度、手机姿态等限制较少,更符合手机用户室内定位的需求。

IMU辅助下的单目视觉坐标传递

针对管线测量中由于GNSS RTK卫星信号遮挡或测站不易架设等原因无法提供坐标的场景,本文提出了一种IMU辅助下的单目视觉坐标传递方法,用于延伸RTK测得的精密坐标。首先在两个已知的RTK点上架设相机拍摄图像,同时采集IMU数据;然后对图像进行特征提取和匹配,恢复帧间旋转、平移及尺度;最后三角化待测点,以获得待测点在真实尺度的相机坐标系下的坐标。受IMU静基座初始对准方法的启发,本文利用重力矢量和相机光心间矢量分别在地理坐标系和相机坐标系下的投影求解这两个坐标系间的旋转矩阵,进而求得待测点在地理坐标系下的三维坐标。相对于其他测量手段,本文方法灵活便捷、设备轻便、操作简单,且一次采集即可获取相机视场中的任意共视点坐标。试验结果表明,本文提出的坐标传递方法所得的平面坐标的误差平均值为0.12 m,高程误差的平均值为0.2 m。