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摘要
多传感器融合可以有效弥补各个传感器的不足并提高其在复杂场景中的感知能力,传感器的时空关系校正是多传感器融合的前提,但目前的校正方法还存在需要外部装置辅助、受环境特征约束等局限性.为此,本文提出一种融合运动约束与滑窗迭代的多传感器时空关系在线自动校正的方法,该方法将高频率惯性测量单元(inertial measurement unit, IMU)作为统一的校正基准框架,利用IMU高精度旋转角运动特征对低频率传感器的时空关系进行基准传递,并通过滑窗迭代算法对其进行优化,最终实现多传感器时空关系的在线自动校正.该方法的主要研究步骤是首先在确定多源异构传感器坐标变换关系的基础上,建立多源异构传感器的时空关系变换向量模型.其次,根据IMU高精度旋转角运动特征约束,利用精化预积分方法精确估计出IMU三维旋转角运动约束向量矩阵,通过基准传递建立基于IMU旋转角运动约束关联的时间偏差自动校正模型,实现多传感器之间的时间同步.最后,根据IMU旋转角运动约束向量矩阵,利用手眼标定方法求解出多传感器之间的外部参数,并通过非线性滑窗迭代算法对外部参数进行优化,实现多传感器时空关系在线自动校正.实验结果表明所提出方法无需外部装置辅助,不受环境特征限制,能够实现多传感器时空关系的在线自动准确校正,同时也提高了多传感器融合后系统的整体鲁棒性和适应性.
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单位中国矿业大学; 机电工程学院; 中国矿业大学（北京）
