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(MATLAB程序)基于惯性测量单元与单目摄像头的地面车辆姿态估计算法RAR

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简介:
本资源提供一种结合IMU和单目摄像头数据的算法,用于估计地面车辆的姿态。通过MATLAB实现,适用于机器人导航和自动驾驶研究。 本示例展示了如何利用惯性测量单元(IMU)与单目摄像头来估算地面车辆的姿态(包括位置和方向)。在该示例中: 1. 创建一个包含真实行驶轨迹的驾驶场景。 2. 通过IMU及视觉里程计模型生成必要的数据点。 3. 将这些传感器的数据进行融合,以更准确地估计出车辆的位置与朝向,并展示最终的结果。 视觉惯性测程技术结合了单目相机提供的姿态估算值和IMU的姿态信息。具体来说: - IMU可以在短时间内提供精确的姿势评估结果;然而,由于它依赖于集成的惯性传感器测量数据,在长时间内会出现较大的漂移误差。 - 相反地,单眼摄像头能够在较长时间间隔里给出准确的位置估计,但可能遇到比例模糊的问题。 鉴于这两种方法各自的优缺点互补的特点,视觉惯性里程计技术是一种理想的选择来综合这些信息源。这种方法特别适用于GPS信号不可用的情况,例如在高楼林立的城市环境中(即所谓的“城市峡谷”现象)。

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  • MATLAB姿RAR
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    本资源提供一种结合IMU和单目摄像头数据的算法,用于估计地面车辆的姿态。通过MATLAB实现,适用于机器人导航和自动驾驶研究。 本示例展示了如何利用惯性测量单元(IMU)与单目摄像头来估算地面车辆的姿态(包括位置和方向)。在该示例中: 1. 创建一个包含真实行驶轨迹的驾驶场景。 2. 通过IMU及视觉里程计模型生成必要的数据点。 3. 将这些传感器的数据进行融合,以更准确地估计出车辆的位置与朝向,并展示最终的结果。 视觉惯性测程技术结合了单目相机提供的姿态估算值和IMU的姿态信息。具体来说: - IMU可以在短时间内提供精确的姿势评估结果;然而,由于它依赖于集成的惯性传感器测量数据,在长时间内会出现较大的漂移误差。 - 相反地,单眼摄像头能够在较长时间间隔里给出准确的位置估计,但可能遇到比例模糊的问题。 鉴于这两种方法各自的优缺点互补的特点,视觉惯性里程计技术是一种理想的选择来综合这些信息源。这种方法特别适用于GPS信号不可用的情况,例如在高楼林立的城市环境中(即所谓的“城市峡谷”现象)。
  • MATLAB)结合全球定位系统数据位置及方向.rar
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    本资源提供一种利用MATLAB编程融合IMU和GPS数据以精确估计地面车辆的位置和航向的方法。包含相关代码和文档,适用于自动驾驶、导航等领域研究。 本示例展示了如何通过结合来自惯性测量单元(IMU)与全球定位系统(GPS)接收器的数据来估计地面车辆的位置及方向。 一、模拟设置:采样率 在典型的系统中,IMU内部的加速度计和陀螺仪以较高的频率运行。融合算法处理这些传感器数据时较为简单。相反地,GPS则以较低的频率运作,并且其相关处理复杂度较高。在这种融合策略下,GPS样本按低频进行处理;而来自加速度计与陀螺仪的数据在同一高速率上被同时采集和分析。 为了模拟这一配置,在IMU(即加速度计和陀螺仪)中设定采样率为100Hz,而在GPS接收器中的采样频率为10Hz。 二、融合过滤器 创建一个滤波器以整合来自 IMU 和 GPS 的测量值。此过程使用扩展卡尔曼滤波技术来追踪方向(采用四元数表示)、位置、速度以及传感器偏差等参数。该对象具有两个核心方法: - 一种接收IMU的加速度计和陀螺仪样本作为输入的方法,每次对这些设备进行采样时都会被调用。 - 另一个基于先前采集到的加速度计与陀螺仪数据预测下一步的状态变化,并在此过程中更新扩展卡尔曼滤波器中的误差协方差矩阵。
  • 导航
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    《惯性测量单元导航计算程序》是一款专业的软件工具,用于处理和分析来自IMU(惯性测量单元)的数据。该程序能够进行精确的姿态、位置及速度估算,并支持多种算法优化,广泛应用于航空航天、航海及汽车等领域,为用户提供可靠且高效的导航解决方案。 导航解算利用IMU的加速度计和陀螺数据来计算飞行器的位置和速度。
  • 实时3D位姿技术
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    本研究探讨了利用单目摄像头进行实时三维姿态估计的技术,旨在实现高效、准确的姿态追踪与识别。 为了实现这一目标,我们提出了一种低延迟的实时处理管道,用于检测并估计多个感兴趣对象的三维位置。
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    本程序采用四元数法进行捷联惯性导航系统的姿态解算,通过精确计算载体的姿态角,确保导航系统在动态环境中的高精度定位与定向。 用四元数法进行姿态解算的MATLAB程序。
  • 视觉姿
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    本研究聚焦于开发一种高效能的单目视觉算法,用于精确估计物体或机器人的位置与姿态。通过优化现有技术,该方法能够在各种复杂环境中实现稳定的性能表现,为机器人导航、自动驾驶等应用提供关键支持。 单目视觉的位姿估算算法使用了基于正交迭代的策略,并提供了MATLAB代码实现。这套代码包含测试程序和主程序两部分,在测试程序中可以对比评估估算结果的精度。
  • Matlab姿代码(含位四数、姿角及组合姿).rar_超平
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    本资源提供了一个基于Matlab的四元数姿态解算程序,包含单位四元数变换与姿态角度计算等功能,适用于进行姿态估计和控制的研究。 四元数是一种简单的超复数形式。 复数由实数与虚数单位i组成,并且满足条件 i^2 = -1。 类似地,每个四元数都包含实部以及三个虚部单位i、j 和 k,这些单元遵循以下规则:i^2 = j^2 = k^2 = -1 以及 i^0 = j^0 = k^0 = 1 。 四元数可以表示为a + bi + cj + dk的形式,其中 a, b, c和d是实数值。 对于单位i、j 和k的几何意义,它们各自代表特定平面上的一种旋转操作:i对应X-Y平面中从X轴正方向到Y轴正方向的旋转;j表示Z-X平面中从Z轴正方向转至X轴正方向的动作;而k则意味着在Y-Z平面上由Y轴正向转向Z轴正向的过程。与此相反,-i、-j 和 -k 分别代表着 i, j 和 k 方向上的逆旋转动作。
  • IMU导航姿
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    本研究探讨了利用IMU传感器实现惯性导航系统中姿态估计的方法,提出了一种优化的姿态算法,提升了姿态测量精度与稳定性。 在惯性导航系统应用中,涉及加速度传感器、陀螺仪传感器以及磁罗盘传感器的姿态滤波算法原理与实现方法。
  • IMU定义应用方
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    简介:本文探讨了IMU(惯性测量单元)的基本概念及其在导航、机器人技术及虚拟现实等领域的广泛应用方法。 惯性测量单元(IMU)能够获取载体的姿态、速度及位移等关键数据,在汽车与机器人技术领域得到广泛应用,并且在潜艇和飞机的精密导航系统中也扮演着重要角色,用于精确姿态推算。未来的重点将放在基于MEMS技术开发的IMU以及相应的惯性传感器上。 惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)是一种可以测定物体三轴姿态角及其变化速率,并监测加速度的装置。它通过集成在内部的陀螺仪和加速度计,能够从三个方向分别检测线性加速度与旋转角度的变化率,进而计算出载体的姿态、速度及位移等信息。 IMU模块的功能定义如下: 惯性测量单元(IMU)是一个结合了多个传感器技术以获取物体运动状态的关键组件。它不仅包括用于姿态感知的陀螺仪和捕捉加速变化的加速度计,还能通过综合这些数据来提供精确的姿态、速度及位移等信息。随着MEMS技术的进步与发展,未来的IMU将更加小型化且性能更佳,在更多领域发挥其重要作用。
  • 距方.rar
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    本资源介绍了一种利用单个摄像头实现精确距离测量的技术方案和算法,适用于机器人视觉、自动驾驶等领域。 基于OpenCV的单目测距C++程序。