基于惯性测量单元与视觉融合的三维空间定位技术研究
[Abstract]:Virtual reality (: VR) technology is one of the hotspots of current technology research. The Inertial Measurement Unit (IMU), which detects human behavior, is the core inductive component of virtual reality technology, which combines IMU inertial measurement with machine vision measurement. It is the main research content of this paper to reduce the cumulative error of inertial measurement. In the practical application, the cumulative error caused by IMU inertial measurement will eventually lead to the distortion of IMU inertial measurement. This problem has been puzzling many domestic and foreign VR equipment manufacturers. In this context, the related concepts of IMU inertial measurement correction emerge as the times require. Its goal is to update the state of IMU inertial measurement by using external information as reference, and to reduce and eliminate the cumulative error of IMU inertial measurement. At present, IMU inertial measurement correction algorithm has been widely used in aerospace, navigation instruments, virtual reality and other fields. This paper first discusses the theoretical and technical basis of IMU inertial measurement and visual measurement, as well as the domestic and foreign research results in this field. Then the IMU inertial measurement and visual measurement are deduced and implemented. Finally, the results of the two measurements are fused to get the corrected IMU inertial measurement results. The main work of this paper is as follows: (1) the IMU inertial combination algorithm based on gyroscopes and accelerometers, magnetometers: through the combination of gyroscopes and accelerometers, magnetometer three kinds of inertial components, The IMU inertial measurement unit of the mixed magnetometer is obtained. The inertial coordinate system of the IMU inertial measurement unit coincides with the Earth coordinate system, which can monitor the deviation angle of the components when they move. Finally, the Rodrigues transform (Rodrigues) is used to solve the data matching with the visual measurement. (2) based on the visual ranging method, the direction vector of the measured object in reality is obtained: firstly, the binocular camera is visually calibrated. The relative parameters such as focal length and rotation matrix of the camera are obtained, then the target feature points are detected by the feature point detection method, and the target depth information is calculated by binocular ranging. The three-dimensional coordinates of the markers are solved. (3) based on the Kalman algorithm, the IMU measurement vector and the visual measurement vector are fused. The high-frequency IMU measurement is used as the state vector of the filtering system. The low-frequency vision measurement is used as the update vector, and the offset vector output by the system is not only high frequency, but also has the function of self-adaptive calibration cumulative error.
【学位授予单位】:中国地质大学(北京)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TP391.9;TP391.41
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,本文编号:2421814
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