基于单目相机、IMU和UWB多传感器融合的无人机高精度室内定位方法

专利主权项内容

1.一种基于单目相机、IMU和UWB多传感器融合的无人机高精度室内定位方法，其特征在于：该方法包括下列顺序的步骤：(1)离线阶段：在室内环境中布置多个超宽带UWB锚点，记录超宽带UWB锚点在室内的位置(x, y, z)；iii(2)传感器校准阶段：对单目相机进行校准，获取单目相机的内参矩阵K；对超宽带UWB锚点进行校准，获取每个超宽带UWB锚点的比例因子和偏差值；(3)数据预处理阶段：飞行中的无人机发送单目相机所记录的视频帧信息、超宽带UWB的测距信息、惯性测量单元IMU记录的加速度和角速度信息至服务器，服务器对接收到的这三种数据进行预处理，根据超宽带UWB锚点在室内的位置(x, y, z)，获取超宽带UWB全局定位信息，并且使用动态随机抽样一致性方法对其位置估计进行去噪；对视频帧提取Harris特征点，通过Harris特征点信息判断相邻两帧之间的运动情况，得到视觉追踪信息；通过惯性测量单元IMU记录的加速度和角速度信息对相邻两帧进行预积分，得到IMU预积分信息；iii(4)无人机高精度定位阶段：根据数据预处理的结果，使用混合耦合优化方法实现无人机高精度定位，首先对Harris特征点信息、相邻时刻间的超宽带UWB全局定位信息和IMU预积分信息使用基于非线性优化的紧耦合方法获取无人机在相邻时刻内的位置和姿态的六自由度信息；然后对获得的六自由度信息和超宽带UWB全局定位信息使用基于粒子滤波的松耦合方法获取每一个时刻的高精度定位信息，进行无人机的定位追踪。 马 克 数 据 网