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摘要
由于视觉传感器与惯性传感器的高度互补性，视觉和惯性融合是一种常见的姿态测量手段。随着机载、车载等仪器设备的迅速发展，传统静止基座下的姿态测量已无法满足一些实际应用场景的需求。由于受到基座运动信息的干扰，实现对动基座上的目标物进行准确快速的姿态测量难度较大。为了发挥视觉和惯性融合的优势，并实现动态基座下的目标物相对姿态测量，本文提出了一种基于单目视觉与双陀螺仪的姿态测量系统。文中分析了测量系统中坐标系的建立以及坐标系之间相对关系，提出了坐标系归一化方案。并利用容积卡尔曼滤波对视觉和惯性结果进行融合，实现了高精度大范围快速稳定的姿态测量。在搭建的视觉和惯性融合姿态测量系统平台上进行了实验验证，结果证明该系统坐标系归一方案与融合算法的有效性。实验结果表明所搭建系统具有较高的准确度，融合后的俯仰角和方位角的均方误差均不超过0.1度。
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