基于先验特征地图匹配约束的视觉/惯性定位方法

• 作者: 李磊磊 王艺翔 桂训雅 陈家斌 黎祖成 韩勇强
• 来源期刊: 中国惯性技术学报
• 学科: 工学
• 关键词: 地图匹配 SLAM 位姿图 闭环检测
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 组合导航技术|Integrated Navigation Technology
• 页码范围: 44-50
• 页数: 7页
• 分类号: TP212.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.13695/j.cnki.12-1222/o3.2022.01.007

摘要

单目视觉/惯性定位系统由于其低成本和高自主性被广泛使用.然而视觉/惯性里程计在长时间的运行后,会产生较大的累积误差,无法提供准确的位姿估计,并且在光线、路况复杂的环境系统存在特征点跟踪失败,无法解算当前位置,稳定性不高的问题.针对以上问题,提出了基于非线性优化的先验特征地图匹配方法,利用单目视觉/惯性SLAM建立的位姿图来约束系统的残差估计,通过计算当前帧与特征地图中历史帧的相似度,如果两者相似度高于某一阈值,则使用地图的位姿进行误差约束,从而消除累积误差,提高系统的稳定性.利用无人机在高空飞行15分钟约6.4公里的数据来验证地图匹配方法.实验结果表明,所提出的地图匹配方法与未使用地图匹配算法相比,在耗时增加不到20％的情况下提升了91％的导航精度(RMSE),能有效减少单目视觉/惯性系统的累积误差,从而提高系统的稳定性.