Sistema de Estimación Rápida de Actitud para Vehículos Terrestres No Tripulados Basado en Fusión de Visión/Inercial
Autores: Fan, Zhenhui; Yang, Pengxiang; Mei, Chunbo; Zhu, Qiju; Luo, Xiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Sistema de Estimación Rápida de Actitud para Vehículos Terrestres No Tripulados Basado en Fusión de Visión/Inercial
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Estimación de actitud
Fusión visión/inercial
Vehículos terrestres no tripulados
Entornos con desafíos/negación de GNSS
Visión continua
Preintegración inercial.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
El sistema de estimación de actitud basado en la fusión de visión/inercial es de vital importancia y gran urgencia para los vehículos terrestres no tripulados (UGVs) en entornos con desafíos o negaciones de GNSS. Este documento tiene como objetivo desarrollar un sistema de fusión de visión/inercial rápido para estimar la actitud; que puede proporcionar estimaciones de actitud para UGVs durante largas duraciones. La idea central de este documento es integrar la actitud estimada por visión continua con los resultados de pre-integración inercial basados en optimización. Considerando que la naturaleza que consume tiempo de los métodos clásicos proviene de la optimización y el mantenimiento de puntos de características 3D en el hilo de optimización de fondo, la sección de visión continua calcula la actitud mediante la coincidencia de imágenes sin reconstruir el entorno. Para abordar el error acumulativo de la visión continua y la pre-integración inercial, se introduce información de actitud previa para la corrección, que se mide y etiqueta mediante una fusión fuera de línea de múltiples sensores. Se han realizado experimentos con conjuntos de datos de código abierto y en entornos de carretera, y los resultados muestran que los errores promedio de actitud son de 1.11 grados y 1.96 grados, respectivamente. Los resultados de la prueba en carretera demuestran que el tiempo de procesamiento por cuadro es de 24 ms, lo que muestra que el sistema propuesto mejora la eficiencia computacional.
Descripción
El sistema de estimación de actitud basado en la fusión de visión/inercial es de vital importancia y gran urgencia para los vehículos terrestres no tripulados (UGVs) en entornos con desafíos o negaciones de GNSS. Este documento tiene como objetivo desarrollar un sistema de fusión de visión/inercial rápido para estimar la actitud; que puede proporcionar estimaciones de actitud para UGVs durante largas duraciones. La idea central de este documento es integrar la actitud estimada por visión continua con los resultados de pre-integración inercial basados en optimización. Considerando que la naturaleza que consume tiempo de los métodos clásicos proviene de la optimización y el mantenimiento de puntos de características 3D en el hilo de optimización de fondo, la sección de visión continua calcula la actitud mediante la coincidencia de imágenes sin reconstruir el entorno. Para abordar el error acumulativo de la visión continua y la pre-integración inercial, se introduce información de actitud previa para la corrección, que se mide y etiqueta mediante una fusión fuera de línea de múltiples sensores. Se han realizado experimentos con conjuntos de datos de código abierto y en entornos de carretera, y los resultados muestran que los errores promedio de actitud son de 1.11 grados y 1.96 grados, respectivamente. Los resultados de la prueba en carretera demuestran que el tiempo de procesamiento por cuadro es de 24 ms, lo que muestra que el sistema propuesto mejora la eficiencia computacional.