申请/专利权人：中国科学院空天信息创新研究院

申请日：2024-02-01

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN117928527A

主分类号：G01C21/16

分类号：G01C21/16;G01C21/20;G06T7/73

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.14#实质审查的生效;2024.04.26#公开

摘要：本发明提供一种基于行人运动特征优化的视觉惯性定位方法，属于视觉惯性定位技术领域，包括：步骤1、利用行人头部穿戴的视觉惯性传感器中的惯性传感器单元进行姿态解算，获得行人的三维姿态信息；步骤2、基于行人的三维姿态信息，进行视觉惯性里程计的局部优化；步骤3、基于行人的三维姿态信息中的航向信息，进行视觉惯性里程计的全局优化。本发明可实现行人在室内场景下的长时间可靠定位，无需借助外界的基站或信源设备，是一种低成本、无辐射、误差不随时间累积的定位方法，能够实现行人在室内场景下长时间的米级精度定位。

主权项：1.一种基于行人运动特征优化的视觉惯性定位方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、利用行人头部穿戴的视觉惯性传感器中的惯性传感器单元进行姿态解算，获得行人的三维姿态信息和行人的航向信息；步骤2、基于行人的三维姿态信息，进行视觉惯性里程计的局部优化，包括：步骤2.1在视觉惯性里程计的前端通过光流法对特征点进行跟踪，在视觉惯性里程计的后端通过滑动窗口的方式对关键帧的信息进行局部优化，其中滑动窗口中的优化参数包括3D点的逆深度信息、相机到惯性传感器单元的外参值、关键帧对应的相机坐标系到世界坐标系的位移、相机坐标系在世界坐标系的速度、关键帧对应的相机坐标系到世界坐标系的旋转姿态、加速度计的零偏值和陀螺仪的零偏值；根据所述优化参数设计优化目标函数，计算原始滑动窗口的非线性优化项；步骤2.2将行人头部穿戴的视觉惯性传感器中的惯性传感器单元解算得到的三维姿态信息与当前滑动窗口的非线性优化项进行组合，构建对应的残差约束项，并在损失函数中对上述残差约束项进行统一的优化；步骤3、基于行人的航向信息，进行视觉惯性里程计的全局优化，包括：采取回环检测的方式对视觉惯性里程计解算得到的位姿信息进行全局优化；在视觉惯性里程计中利用BRIEF描述子的DboW2词袋进行回环检测，通过BRIEF描述子对特征点进行描述，之后计算当前帧与DboW2词袋的相似度的分数，并和关键帧数据库中的数据进行对比，当满足阈值条件后，则提取对应的候选帧参与四自由度的非线性优化。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院空天信息创新研究院 一种基于行人运动特征优化的视觉惯性定位方法

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