[發明專利]慣性測量單元位姿數據優化方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 202011003452.7
• 申請日: 2020-09-22
• 公開（公告）號: CN111928847A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 費再慧;賈雙成;朱磊;單國航;李成軍
• 申請（專利權）人: 蘑菇車聯信息科技有限公司
• 主分類號: G01C21/16
• 分類號: G01C21/16;G01C21/20;G01C25/00
• 代理公司: 北京中知君達知識產權代理有限公司 11769
• 代理人: 李辰;黃啟法

本申請是關于慣性測量單元位姿數據優化方法、裝置及電子設備。該方法包括：獲取車載相機模塊采集的視頻數據和車載定位模塊的IMU傳感器采集的IMU測量數據；對齊所述視頻數據和所述IMU測量數據；確定視覺坐標系與所述IMU的世界坐標系之間的轉換關系；根據所述視頻數據，獲得相機位姿估計數據；根據所述IMU測量數據，基于所述視覺坐標系與IMU的世界坐標系之間的轉換關系，獲得IMU位姿估計數據；融合所述相機位姿估計數據和IMU位姿估計數據，對IMU的偏差進行估計；基于IMU測量誤差和視覺重投影誤差建立目標函數；對所述目標函數求解得到優化的IMU位姿。本申請提供的方案，能夠輸出優化的IMU位姿估計，為導航提供更加精準的數據。

技術領域

本申請涉及導航技術領域，尤其涉及慣性測量單元位姿數據優化方法、裝置及電子設備。

背景技術

相當“黑匣子”的行車記錄儀能夠同時把汽車行駛全過程的時間、速度、所在位置都記錄在視頻數據里。

慣性導航的基本工作原理是以牛頓力學定律為基礎，通過對IMU（InertialMeasurement Unit，慣性測量單元）的測量數據進行計算和轉換，得到導航所需的速度、偏航角和位置等導航信息。相關技術的導航信息經過對IMU的測量數據積分而產生，定位誤差隨時間而增大，長期精度差；而且IMU使用之前的標定存在一定的難度。

發明內容

為克服相關技術中存在的問題，本申請提供一種慣性測量單元位姿數據優化方法、裝置及電子設備，能夠輸出優化的IMU位姿估計，為導航提供更加精準的數據。

本申請第一方面提供一種慣性測量單元位姿數據優化方法，包括：

獲取車載相機模塊采集的視頻數據和車載定位模塊的IMU傳感器采集的IMU測量數據；

對齊所述視頻數據和所述IMU測量數據；

確定視覺坐標系與所述IMU的世界坐標系之間的轉換關系；

根據所述視頻數據，獲得相機位姿估計數據；

根據所述IMU測量數據，基于所述視覺坐標系與IMU的世界坐標系之間的轉換關系，獲得IMU位姿估計數據；

融合所述相機位姿估計數據和IMU位姿估計數據，對IMU的偏差進行估計；

基于IMU測量誤差和視覺重投影誤差建立目標函數；

對所述目標函數求解得到優化的IMU位姿。

優選的，所述根據所述視頻數據，獲得相機位姿估計數據包括：選取所述視頻數據的特征點符合預設條件的連續的兩個關鍵圖像幀進行特征點檢測和匹配，擇優選擇計算獲得所述相機位姿估計數據。

優選的，所述根據所述IMU測量數據，基于所述視覺坐標系與IMU的世界坐標系之間的轉換關系，獲得IMU位姿估計數據包括：對所述IMU測量數據進行預積分處理，基于所述視覺坐標系與IMU的世界坐標系之間的轉換關系，獲得所述IMU位姿估計數據。

優選的，所述對所述目標函數求解得到優化的IMU位姿包括：

使用迭代法對所述目標函數求解最小值得到優化的所述IMU位姿。

優選的，所述獲取車載相機模塊采集的視頻數據包括：獲取行車記錄儀的相機采集的視頻數據。

本申請第二方面提供一種慣性測量單元位姿數據優化裝置，包括：

獲取模塊，用于獲取車載相機模塊采集的視頻數據和車載定位模塊的IMU傳感器采集的IMU測量數據；

對齊模塊，用于對齊所述獲取模塊獲取的所述視頻數據和所述IMU測量數據；

坐標確定模塊，用于確定視覺坐標系與所述IMU的世界坐標系之間的轉換關系；