基于双目视觉和惯性器件的微小型无人机运动状态估计方法

作者：李建; 李小民; 钱克昌; 周红新

来源：航空学报, 2011, (12): 2310-2317.

• 微小型无人机
• 双目视觉
• 特征点
• 微惯性测量单元
• 运动状态估计 micro unmanned aerial vehicle
• stereo vision
• feature point
• micro inertial measurement unit
• motion state estimation

针对微小型无人机(UAV)自主运动状态估计问题,提出了一种基于双目视觉和惯性器件的微小型无人机运动状态估计方法,运动状态估计系统由微惯性测量单元(MIMU)和2个摄像机组成。根据微惯性测量单元的输出更新无人机运动状态,同时由摄像机获得周围环境的图像序列,从序列图像中提取特征点,并对这些特征点进行匹配、跟踪,测量序列图像中特征点的成像位置,建立卡尔曼滤波器,通过观测特征点成像位置误差估计无人机运动状态误差和特征点距离误差,并由误差估计结果修正无人机运动状态和特征点位置。最后,通过仿真表明,在飞行高度为50m左右的情况下,使用分辨率为800像素×600像素、基线为0.6m的双目视觉系统,实现了特征点距离估计和无人机运动状态修正,对距离为150m左右的特征点,距离估计相对误差为3%左右,速度估计误差为1m/s左右,实现了在较大场景中,使用双目视觉和微惯性测量单元的微小型无人机自主运动状态估计。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学