单目SLAM中基于单应性的快速地平面检测方法

1

作者 陈晔鑫 张涛 《电子测量技术》 北大核心 2025年第16期1-11,共11页

在视觉同步定位与建图(SLAM)中,地面信息不仅可以提供重力方向的参考,还能有效辅助障碍物的识别,因此地平面的准确检测对于机器人导航至关重要。针对计算资源受限、缺乏深度信息的单目视觉SLAM地平面估计问题,本文提出了一种基于单应性... 在视觉同步定位与建图(SLAM)中,地面信息不仅可以提供重力方向的参考,还能有效辅助障碍物的识别,因此地平面的准确检测对于机器人导航至关重要。针对计算资源受限、缺乏深度信息的单目视觉SLAM地平面估计问题,本文提出了一种基于单应性的地面检测方法。首先,通过RANSAC方法对初始环境下的匹配特征点对计算单应性矩阵,获取初始地平面和相应的地面点云。随后,基于已获得的地面种子点,在SLAM建图过程中结合单应性估计与动态增长策略,逐步扩展地面点云,以实现低计算成本下对地平面的精确分割。实验结果表明,所提方法在公开数据集和本地测试数据上的分割精度均超过92.52%,且地平面的角度误差小于0.13°,归一化平面距离误差小于0.008,验证了该方法的有效性。同时,所提出的算法仅增加了4.57%的计算耗时,能够满足实时运行要求。 展开更多

关键词 地平面检测 单应性 单目视觉SLAM 平面拟合 动态增长

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基于容积卡尔曼滤波的卫星导航定位解算方法 被引量：11

2

作者 张杰 李婧华 胡超 《中国科学院大学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第4期532-537,共6页

由于卫星导航定位方程组的非线性特性,传统的定位解算方法在解算之前需要对定位方程组进行线性化处理,会影响定位解算精度。容积卡尔曼滤波算法基于贝叶斯估计和容积变换,可以有效地提高非线性滤波估计的精度。将容积卡尔曼滤波算法应... 由于卫星导航定位方程组的非线性特性,传统的定位解算方法在解算之前需要对定位方程组进行线性化处理,会影响定位解算精度。容积卡尔曼滤波算法基于贝叶斯估计和容积变换,可以有效地提高非线性滤波估计的精度。将容积卡尔曼滤波算法应用于卫星导航定位解算,建立定位解算系统状态转移模型和测量模型,通过时间更新和测量更新两个环节递推估计接收机的三维位置坐标。利用IGS观测数据对基于容积卡尔曼滤波的定位解算方法进行验证,并与最小二乘法和扩展卡尔曼滤波算法进行对比,结果证明将容积卡尔曼滤波用于卫星导航定位解算可以获得更高的定位精度,并且具有较快的收敛速度。 展开更多

关键词 定位解算 贝叶斯估计 容积准则 容积卡尔曼滤波 最小二乘法 扩展卡尔曼滤波

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基于嵌入式GIS的GPS野外数据采集系统关键技术实现 被引量：12

3

作者 裴凌 王庆 王慧青 《测控技术》 CSCD 2006年第6期27-29,38,共4页

开发了一套基于嵌入式GIS技术的GPS-PDA野外数据采集系统。采用了多线程操作与事件同步相结合的模式解决GPS接收机与PDA之间的串口通信问题;讨论了WGS84(world geodetic system1984)坐标与GIS所使用坐标之间的转换方法;分析了嵌入式系... 开发了一套基于嵌入式GIS技术的GPS-PDA野外数据采集系统。采用了多线程操作与事件同步相结合的模式解决GPS接收机与PDA之间的串口通信问题;讨论了WGS84(world geodetic system1984)坐标与GIS所使用坐标之间的转换方法;分析了嵌入式系统特点,设计了2级16格的嵌入式GIS网格数据结构,测试结果表明,该数据结构提高了GIS运行速度,解决了嵌入式系统内存不足的问题。通过实际工程应用验证了以上关键技术在系统中的可行性与可靠性。 展开更多

关键词 GPS—PDA 串口通信 坐标转换 嵌入式GIS

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单目同时定位与建图中的地图恢复融合技术 被引量：5

4

作者 张剑华 王燕燕 +2 位作者 王曾媛 陈胜勇 管秋 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期372-383,共12页

目的传统的单目视觉SLAM(simultaneous localization and mapping)跟踪失败后需要相机重新回到丢失的位置才能重定位并恢复建图,这极大限制了单目SLAM的应用场景。为解决这一问题,提出一种基于视觉惯性传感器融合的地图恢复融合算法。... 目的传统的单目视觉SLAM(simultaneous localization and mapping)跟踪失败后需要相机重新回到丢失的位置才能重定位并恢复建图,这极大限制了单目SLAM的应用场景。为解决这一问题,提出一种基于视觉惯性传感器融合的地图恢复融合算法。方法当系统跟踪失败,仅由惯性传感器提供相机位姿,通过对系统重新初始化并结合惯性传感器提供的丢失部分的相机位姿将丢失前的地图融合到当前的地图中;为解决视觉跟踪丢失期间由惯性测量计算导致的相机位姿误差,提出了一种以关键帧之间的共视关系为依据的跳跃式的匹配搜索策略,快速获得匹配地图点,再通过非线性优化求解匹配点之间的运动估计,进行误差补偿,获得更加准确的相机位姿,并删减融合后重复的点云;最后建立前后两个地图中关键帧之间与地图点之间的联系,用于联合优化后续的跟踪建图过程中相机位姿和地图点位置。结果利用Euroc数据集及其他数据进行地图精度和地图完整性实验,在精度方面,将本文算法得到的轨迹与ground truth和未丢失情况下得到的轨迹进行对比,结果表明,在SLAM系统跟踪失败的情况下,此方法能有效解决系统无法继续跟踪建图的问题,其精度可达厘米级别。在30 m2的室内环境中,仅有9 cm的误差,而在300 m2工厂环境中误差仅有7 cm。在完整性方面,在相机运动较剧烈的情况下,恢复地图的完整性优于ORB_SLAM的重定位算法,通过本文算法得到的地图关键帧数量比ORB_SLAM多30%。结论本文提出的算法在单目视觉SLAM系统跟踪失败之后,仍然能够继续跟踪建图,不会丢失相机轨迹。此外,无需相机回到丢失之前的场景中,只需相机观察到部分丢失前场景,即可恢复融合所有地图。本文算法不仅保证了恢复地图的精度,还保证了建图的完整性。与传统的重定位方法相比,本文算法在系统建图较少时跟踪失败的情况下效果更好。 展开更多

关键词 同时定位与建图 惯性测量单位 重定位 地图融合 坐标转换

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鲁棒化的变分贝叶斯自适应卡尔曼滤波算法 被引量：3

5

作者 徐定杰 沈忱 沈锋 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第11期128-132,共5页

提出了一种鲁棒化的基于变分贝叶斯的自适应卡尔曼滤波算法.该算法采用具有重尾特性的学生分布取代高斯分布来描述量测模型,减弱系统对于野值的敏感性;再利用变分贝叶斯方法对修正后的模型的时变参数进行逼近推断,在递推地估计状态的同... 提出了一种鲁棒化的基于变分贝叶斯的自适应卡尔曼滤波算法.该算法采用具有重尾特性的学生分布取代高斯分布来描述量测模型,减弱系统对于野值的敏感性;再利用变分贝叶斯方法对修正后的模型的时变参数进行逼近推断,在递推地估计状态的同时还能对变化的噪声方差进行跟踪,并更新引入的自由度参数,从而在自适应滤波的同时增强了鲁棒性.仿真实验证明了在野值存在且噪声变化的观测下该算法的自适应与鲁棒性. 展开更多

关键词 自适应滤波 卡尔曼滤波 鲁棒性 变分贝叶斯 野值

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一种面向复杂环境的无人机自主航迹规划方法

6

作者 刘嘉钰 《现代导航》 2025年第3期173-180,共8页

随着无人机朝着更加智能化、自主化方向发展,自主航迹规划能力逐渐成为其核心技术之一。当无人机在复杂可变的飞行环境执行任务时,由于环境信息可信度低会导致航迹规划准确度下降,可能造成无人机与障碍物相撞,进入威胁区等危险情况的发... 随着无人机朝着更加智能化、自主化方向发展,自主航迹规划能力逐渐成为其核心技术之一。当无人机在复杂可变的飞行环境执行任务时,由于环境信息可信度低会导致航迹规划准确度下降,可能造成无人机与障碍物相撞,进入威胁区等危险情况的发生。给出一种改进的全局静态规划算法,并提出一种与局部动态航迹修正策略相结合的无人机自主航迹规划算法,充分利用实时环境感知结果对静态航迹进行局部修正,提升复杂可变环境下的无人机自主航迹规划能力。试验结果表明,该方法有效解决了全局静态航迹规划算法环境适应能力差的问题,提高了传统局部航迹规划技术的计算效率和成功率,为无人机在复杂环境下的飞行安全提供理论依据和技术支撑。 展开更多

关键词 无人机 全局静态规划 局部动态修正 自主航路规划

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基于运动方程的目标航迹模拟方法 被引量：10

7

作者 王兴申 田康生 刘婕 《现代电子技术》 2006年第5期4-6,9,共4页

雷达情报模拟的关键是目标航迹模拟和雷达探测模拟,但目前的航迹模拟方法不能很好地体现目标的实际运动特性。文章提出了一种基于运动方程的航迹模拟方法,该方法用3种基本的目标运动方程模拟目标航迹,并在用符合扰动分布规律的随机数模... 雷达情报模拟的关键是目标航迹模拟和雷达探测模拟,但目前的航迹模拟方法不能很好地体现目标的实际运动特性。文章提出了一种基于运动方程的航迹模拟方法,该方法用3种基本的目标运动方程模拟目标航迹,并在用符合扰动分布规律的随机数模拟各种扰动的同时模拟对扰动引起的偏差进行纠偏的过程。该方法产生的航迹模型真实地接近空中目标实际运动轨迹,更符合目标的实际运动特性。仿真实验结果表明了该方法的有效性。 展开更多

关键词 运动方程 航速模拟 扰动 控制

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基于DSP的主从式紧耦合捷联导航计算机 被引量：21

8

作者 李宏生 《中国惯性技术学报》 EI CSCD 2001年第3期34-38,共5页

为了减小捷联系统的体积、重量和功耗 ,研制了一种主从式紧耦合双处理器结构的导航计算机。以数字信号处理器 ( DSP)作导航算法处理机 ,以单片微控制器作 I/ O接口处理机 ,二者以互中断高速并行接口相联 ,软件采用主从流水线协议。双机... 为了减小捷联系统的体积、重量和功耗 ,研制了一种主从式紧耦合双处理器结构的导航计算机。以数字信号处理器 ( DSP)作导航算法处理机 ,以单片微控制器作 I/ O接口处理机 ,二者以互中断高速并行接口相联 ,软件采用主从流水线协议。双机协同流畅 ,处理速度快 ,满足了一些捷联系统对导航计算机在数据吞吐和处理能力以及体积、重量。 展开更多

关键词 捷联惯导系统 导航计算机 主机接口 DSP 数字信号处理器 紧耦合 单片微控制器 主从流水线协议

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激光陀螺速率稳定性测试仪的设计与实现 被引量：9

9

作者 王国臣 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1524-1527,共4页

根据四频激光陀螺的输出特点,通过采用信号倍频和超高速采样滤波的数据处理方法,使其量化误差下降到0.003(″)/ms,能够实时准确地测量出转台在(0.01(°)/s,0.04(°)/s)范围内的角速率并绘出转台角速率的实时曲线,安装在转台上... 根据四频激光陀螺的输出特点,通过采用信号倍频和超高速采样滤波的数据处理方法,使其量化误差下降到0.003(″)/ms,能够实时准确地测量出转台在(0.01(°)/s,0.04(°)/s)范围内的角速率并绘出转台角速率的实时曲线,安装在转台上的被测惯性仪表就可以根据陀螺输出的角速率进行实时修正,从而降低转台角速率不稳定对被测仪表性能的影响。据此设计的激光陀螺速率稳定性测试仪对某型转台进行了实际测试,实现了以上性能指标。 展开更多

关键词 四频激光陀螺 角速率稳定性 高速采样 滤波 倍频

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基于模糊逻辑推理的室外移动机器人视觉导航方法 被引量：4

10

作者 李伟 王彦昕 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1996年第11期99-101,共3页

本文提出了一种基于模糊推理的室外移动机器人视觉导航的新方法。该方法是在模糊推理提取图像边沿的通用算法基础上，结合了道路知识来识别机器人在运动时所需要的道路白线或道路边沿。其优点：道路识别较小地受环境的影响，特别是抑制... 本文提出了一种基于模糊推理的室外移动机器人视觉导航的新方法。该方法是在模糊推理提取图像边沿的通用算法基础上，结合了道路知识来识别机器人在运动时所需要的道路白线或道路边沿。其优点：道路识别较小地受环境的影响，特别是抑制噪声的能力强。最后，给出了利用该方法进行导航的实验结果。 展开更多

关键词 模糊推理 机器人导航 图像处理 机器人视觉

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人机交互中的信息导航技术及其发展 被引量：2

11

作者 张向波 《人类工效学》 2004年第2期62-63,66,共3页

信息空间导航是未来人机交互发展中的一个重要技术,它不仅是交互观念的转变,同时也是以交互技术为支撑的用户获取信息方式的转变。文章分析了信息导航这一新的交互方式的概念、含义、主要构成及其发生过程,指出导航技术的成功运用,能够... 信息空间导航是未来人机交互发展中的一个重要技术,它不仅是交互观念的转变,同时也是以交互技术为支撑的用户获取信息方式的转变。文章分析了信息导航这一新的交互方式的概念、含义、主要构成及其发生过程,指出导航技术的成功运用,能够促进人机关系的改善,提高人机协同完成任务的能力。 展开更多

关键词 信息导航 交互方式 符号传递 人员培训 智能体

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基于FPGA的可重新配置片上导航计算机设计 被引量：3

12

作者 邱吉冰 赵伟 《计测技术》 2006年第6期45-47,60,共4页

采用V irtex-4 FPGA芯片设计了片上组合导航计算机系统。该导航计算机使用FPGA内嵌的Pow erPC硬核处理器进行导航运算,在FPGA逻辑中集成IP核来实现控制、接口通信和部分运算的硬件加速,提高了系统集成度。此外,该系统还可以通过硬件编程... 采用V irtex-4 FPGA芯片设计了片上组合导航计算机系统。该导航计算机使用FPGA内嵌的Pow erPC硬核处理器进行导航运算,在FPGA逻辑中集成IP核来实现控制、接口通信和部分运算的硬件加速,提高了系统集成度。此外,该系统还可以通过硬件编程对FPGA逻辑进行重新配置,使该导航计算机在不同应用场合满足对接口、功能的要求。 展开更多

关键词 导航计算机 片上系统 FPGA 可重新配置

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一种基于DMA技术的高效串口数据处理方法 被引量：2

13

作者 唐修雄 刘伟 《信息通信》 2020年第10期86-88,共3页

针对单片机和外设之间串口数据处理效率较低的情况,提出一种基于DMA技术的改进处理方法,并结合使用一种循环存储的缓存机制。减少对CPU中断处理的依赖,节约CPU的占用时间,且适用于不同传输速度的外设数据传输,提高了串口数据发送的效率。

关键词 单片机 串口 DMA 数据缓存

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一种惯性导航计算机接口保护电路的设计 被引量：1

14

作者 张顺淼 李新飞 《厦门理工学院学报》 2011年第1期43-47,共5页

基于ESD保护原理及TVS二极管特性,设计一种惯性导航计算机串行接口的专用保护电路,对电路板的PCB布线及器件的布置提出了一些原则要求,并对此接口电路进行串口静电抗扰度试验.结果表明该保护电路具有一定的抗接触放电及空间放电能力,满... 基于ESD保护原理及TVS二极管特性,设计一种惯性导航计算机串行接口的专用保护电路,对电路板的PCB布线及器件的布置提出了一些原则要求,并对此接口电路进行串口静电抗扰度试验.结果表明该保护电路具有一定的抗接触放电及空间放电能力,满足IEC 61000-4-2标准的要求,此串行接口具有热插拔功能. 展开更多

关键词 ESD TVS 惯性导航 保护电路 热插拔

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基于嵌入式系统的分布式系统设计 被引量：1

15

作者 高航 于航 杨园京 《信息与电脑》 2023年第7期62-64,114,共4页

随着经济的不断发展,工程建设项目不断增加。想要提升这些项目的建设质量,应定期检测工程结构状态,及时发现其中存在的缺陷。为更好地监测工程结构状态,设计基于嵌入式系统的分布式系统。

关键词 嵌入式 分布式系统 结构状态监测

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采用面向对象数据模型的电子地图的研究与设计

16

作者 蔡志明 蒋新华 《交通与计算机》 2006年第6期115-118,共4页

分析了矢量电子地图的现状,对采用面向对象的数据模型和数据结构实现矢量电子地图进行了研究。主要探讨了基于嵌入式W indow s CE.N et的平台上,采用面向对象的方法实现空间数据模型,进行数据的组织和管理的方法。

关键词 面向对象方法 矢量电子地图 空间数据模型

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手机导航系统研究与实例 被引量：4

17

作者 邵志举 崔光辉 《计算机仿真》 CSCD 2008年第3期142-144,170,共4页

目前手机导航系统在无线应用领域的市场争夺已非常激烈,然而手机导航系统还没有比较成熟的模型。通过对目前手机导航市场上出现的手机导航系统进行归类和分析,对手机导航系统及其系统功能进行深入研究,总结出手机导航系统的一般框架结构... 目前手机导航系统在无线应用领域的市场争夺已非常激烈,然而手机导航系统还没有比较成熟的模型。通过对目前手机导航市场上出现的手机导航系统进行归类和分析,对手机导航系统及其系统功能进行深入研究,总结出手机导航系统的一般框架结构,并详细分析了在线式手机导航系统和离线式手机导航系统两种模型的优势和劣势,并指出随着无线网络速度的不断提高,在线式手机导航系统将越来越体现出其强大优势。最后给出了一个详细的在线式手机导航系统的解决方案实例。 展开更多

关键词 全球定位系统 手机导航 矢量地图 导航数据库

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基于DSP和FPGA的导航系统硬件平台设计 被引量：3

18

作者 廖丹 《电子测量技术》 2017年第5期201-204,共4页

导航计算机是捷联惯性导航系统中的核心部件,主要完成初始对准和导航计算,通常由高性能、高精度的计算芯片构成。基于DSP和FPGA技术,设计应用于导航系统的导航计算机,通过时序控制和程序设计,解决了DSP芯片的自举引导、芯片之间通信、... 导航计算机是捷联惯性导航系统中的核心部件,主要完成初始对准和导航计算,通常由高性能、高精度的计算芯片构成。基于DSP和FPGA技术,设计应用于导航系统的导航计算机,通过时序控制和程序设计,解决了DSP芯片的自举引导、芯片之间通信、脉冲信号计数和导航计算等问题。通过长航时导航实验测量,电路能够长时间稳定工作,测量的陀螺计数误差小于e^(-10),导航实验速度误差小于±0.5m/s,最大的导航径向误差0.490 8nm,在24h内的导航精度达到0.5nm。平台能够提供精确快速的测量和计算数据,为惯性导航系统发挥重要作用。 展开更多

关键词 数学平台 TMS320C6713 XC3S400AN 捷联惯性导航系统 脉冲信号计数

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基于DSP和FPGA技术的导航计算机设计与实现 被引量：2

19

作者 缑丽敏 刘陶 刘良勇 《电脑知识与技术（过刊）》 2017年第1X期218-219,263,共3页

为提高导航计算机的精度和处理速度,降低导航计算机的功耗和体积,采用DSP+FPGA的小型化设计捷联惯导计算机平台。FPGA完成传感器信号采集,实现对传感器信号的数字滤波和外围接口电路逻辑,同时实现导航计算机控制逻辑。采用高性能TMS320C... 为提高导航计算机的精度和处理速度,降低导航计算机的功耗和体积,采用DSP+FPGA的小型化设计捷联惯导计算机平台。FPGA完成传感器信号采集,实现对传感器信号的数字滤波和外围接口电路逻辑,同时实现导航计算机控制逻辑。采用高性能TMS320C6713为核心处理器完成姿态信息解算和温度信号采集和解算。经过调试验证本设计满足技术指标要求,且实现技术先进,具有广泛的应用前景。 展开更多

关键词 TMS320C6713B FPGA IMU

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六自由度机械臂轨迹规划与协调仿真研究 被引量：18

20

作者 李玉齐 《电子测量技术》 2018年第2期50-54,共5页

先用D-H法建立了基于MATLAB的六自由度机械臂仿真模型,在关节空间分别采用三次多项式、五次多项式插值进行轨迹规划理论分析,然后调用MATLAB Robotics Toolbox工具箱进行了轨迹规划仿真。从仿真结果可知,五次多项式插值能得到关节空间... 先用D-H法建立了基于MATLAB的六自由度机械臂仿真模型,在关节空间分别采用三次多项式、五次多项式插值进行轨迹规划理论分析,然后调用MATLAB Robotics Toolbox工具箱进行了轨迹规划仿真。从仿真结果可知,五次多项式插值能得到关节空间各关节平滑的轨迹曲线,能够很好的解决机械臂角加速度突变的问题。介绍了双机械臂协调运动学,通过对机械臂紧协调运动学约束关系的分析,并使用MATLAB机器人工具箱对机械臂主/从紧协调搬运进行仿真实验,验证了主/从机械臂紧协调运动学约束关系的正确性。 展开更多

关键词 多项式插值 轨迹规划 MATLAB ROBOTICS TOOLBOX 主/从机械臂 紧协调约束

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