基于双目视觉-惯性导航的轻型无人机导航算法

作者：刘全攀; 王正杰^*; 王寰

来源：兵工学报, 2020, S2: 241-248.

• 轻型无人机
• 双目视觉
• 视觉-惯性导航里程计
• 惯性测量单元

由于战场环境的复杂性,轻型无人机在全球导航卫星系统(GNSS)信号拒止环境中的导航算法显得至关重要。提出一种基于非线性优化的双目视觉-惯性导航(简称视觉-惯导)里程计,使轻型无人机在续航能力和机载计算能力有限的情况下,能够在GNSS信号拒止的未知室内或者室外环境中展现出快速、自主、灵巧的飞行。该算法由惯性测量单元(IMU)的预积分开始,其中IMU的测量值通过预积分在多个图像帧之间累积。在初始化过程中,采用基于特征的多视图几何(MVG)理论,对初始速度、重力方向和陀螺仪偏差进行估计。在视觉-惯导联合初始化收敛后,将IMU测量值与双目视觉观测值融合,得到高精度的立体视觉-惯导里程计。新方法在EuRoC数据集上得到了验证,实验结果表明,在具有挑战性的环境中,所提算法具有更高的精度和鲁棒性。

• 单位
  北京理工大学