利用Vicon系统进行IMU标定

针对传统IMU标定方法操作复杂、过于依赖转台的问题,本文提出了一种利用Vicon系统进行IMU标定的方法。首先,利用预积分技术将IMU数据与Vicon数据融合,得到IMU残差;然后,将Vicon相邻帧间的状态量相减,得到Vicon残差;最后,将IMU残差和Vicon残差放到同一个状态向量中,并引入边缘化先验信息,建立非线性优化函数,求解得到陀螺仪和加速度计的零偏估计参数。同时本文设计EuRoc数据集测试试验和室内定位对比试验,结果表明,该方法对IMU的标定结果优于传统方法的标定结果,具有更高的精度。

模值观测IMU零偏快速标定技术

分析针对外场试验对惯组零偏标定提出的时间短、精度高的要求,提出了一种基于模观测法的惯组零偏快速标定方法,通过分别构建惯组中三轴陀螺测量信息与地球自转角速度的模值方程和三轴加速度计测量信息与当地重力加速度的模值方程,以惯组3个敏感轴分别大致朝上三位置静态1 min测量信息构建零偏非线性方程组,通过遗传算法最小值寻优获得惯组的零偏标定结果。结果表明:整个惯组零偏标定仅需约3 min,而且不用借助转位机构,仅需让每个敏感轴大致朝上保持静态1 min,适用于外场惯组零偏快速标定;利用仿真和试验验证了所提出方法的有效性,计算值与参考值的偏差均比对应精度的惯组精度高一个数量级,即惯组零偏模标定计算结果与参考值相差在可容许的范围内;验证了所提出方法的正确性和有效性。

室内移动机器人的视觉惯性组合定位研究

针对在室内环境下移动机器人无法利用全球定位系统(global positioning system,GPS)进行精确的定位问题,提出一种紧耦合的视觉惯性组合定位方法,运用了预积分、联合初始化、边缘化等关键技术,并提出一种新的基于Vicon的惯性测量单元(inertial measurement unit,IMU)内参标定方法。通过EuRoc数据集实验,验证了新的标定方法能提供鲁棒的IMU内参初值;模拟室内场景的测试结果表明,定位结果具有很高的准确性与稳定性,定位误差可控制在0.1 m以内。