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GVINS:基于C/C++的GNSS-视觉-惯性紧密耦合融合,实现平滑一致的状态估计。

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简介:
GVINS是一款采用C/C++开发的软件工具包,专注于GNSS、视觉及惯性传感器数据的紧密集成与处理,以提供精准、连续和平滑的姿态和位置状态估计。 GVINS是一种紧密耦合的GNSS-视觉惯性系统,用于复杂环境中的局部平滑和全局一致的状态估计。GVINS基于非线性优化方法,将GNSS原始测量值与视觉及惯性信息紧密结合在一起,实现实时且无漂移状态估计。通过整合GNSS伪距和多普勒频移数据,GVINS能够在各种复杂的环境中提供稳定而准确的六自由度全局定位服务。

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  • GVINSC/C++GNSS--
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    GVINS是一款采用C/C++开发的软件工具包,专注于GNSS、视觉及惯性传感器数据的紧密集成与处理,以提供精准、连续和平滑的姿态和位置状态估计。 GVINS是一种紧密耦合的GNSS-视觉惯性系统,用于复杂环境中的局部平滑和全局一致的状态估计。GVINS基于非线性优化方法,将GNSS原始测量值与视觉及惯性信息紧密结合在一起,实现实时且无漂移状态估计。通过整合GNSS伪距和多普勒频移数据,GVINS能够在各种复杂的环境中提供稳定而准确的六自由度全局定位服务。
  • VINS-Mobile: 手机上单目器.zip
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    本项目为手机平台设计了一种高效的单目视觉惯性导航系统(VINS-Mobile),结合相机和IMU数据进行精确的状态估计,适用于资源受限环境下的自主定位与导航。 VINS-Mobile 是一款基于手机的单目视觉惯性状态估计器。为了提升性能,在前一版本的基础上,我们将姿态输出与AR渲染速率升级到了30赫兹,并在前端实现了3D跟踪功能,从而优化了循环关闭过程。2017年5月发布的 Vins-Mono 版本是一款鲁棒且通用的单目视觉惯性状态估计器。
  • MATLAB中INS&GNSS: 、松算法在导航中应用
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    本文探讨了INS(惯性导航系统)和GNSS(全球导航卫星系统)在MATLAB中三种不同组合方式——紧组合、松耦合及紧耦合的实现及其对提高导航精度的影响。 INS导航使用的算法以及GNSS导航所用的算法,在组合导航中还包括紧耦合和松耦合的相关算法。
  • C++下GPS_INS导航
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    C++下的GPS_INS紧耦合组合导航项目专注于开发基于C++编程语言的算法,实现全球定位系统(GPS)与惯性导航系统(INS)数据的高度融合,以提高导航系统的精度和稳定性。通过创新的数据处理技术,该项目致力于解决单一导航系统在特定环境中的局限性问题,为车辆、无人机等设备提供更加可靠的位置信息解决方案。 GPS与INS的紧耦合实现组合导航定位采用C++编程语言编写代码。该代码使用四元数法解析姿态,并仅以陀螺仪数据作为输入参数;同时采用了卡尔曼滤波算法,通过GPS伪距和伪距率进行信息融合。
  • GNSS/INSMatlab代码
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    本项目提供了一套基于Matlab平台的GNSS/INS紧耦合算法实现代码,用于研究和开发高精度导航系统。 本程序基于教材《GNSS与惯性及多传感器组合导航系统原理:Principles of GNSS, inertial, and multisensor integrated navigation systems》,作者为Paul D. Groves、练军想、唐康华、潘献飞,由国防工业出版社于2015年出版。该程序是对附赠的INS/GNSS紧组合仿真代码进行修改后得到的版本,能够实现基于伪距、伪距率和惯性导航系统(INS)数据的紧密集成解算。 文件夹结构如下: - CalculateTCRes:包含紧组合解算程序。 - INS_GNSS_Demo_7:主脚本所在文件夹。 - SharedMat:运行所需的常量数组存储位置。 - TCdata:一组手推车实验的数据,包括InertialExplorer软件在INS/RTK模式下输出的参考导航解决方案(DGNSSRES子文件夹)、预处理后的GNSS观测数据(GNSSObsForCouple子文件夹)、经过预处理的惯性测量单元(IMU)观测数据、以及双GNSS天线测向数据(SPANE1子文件夹)。
  • 微处理器导航系统设
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    本项目专注于开发一种集成化的紧密耦合组合导航系统,利用先进的微处理器技术,旨在提高系统的实时处理能力和定位精度。通过融合多种传感器数据,该系统能够提供更稳定、精确的位置信息,在航空航天和自动驾驶等领域具有广泛应用前景。 在现代导航技术领域内,提升定位系统的精度与稳定性一直是主要的技术追求目标之一。全球定位系统(GPS)和惯性导航系统(INS)作为两种重要的导航手段,在各自的使用场景中均表现出独特的优势,但同时也有明显的局限性。 GPS具备广泛的覆盖范围及全天候服务能力,然而其信号容易受到干扰影响,特别是在动态环境变化较大的情况下,GPS的定位精度会受到影响。相比之下,惯性导航系统则不受外部因素限制,并且具有良好的自主性和隐蔽性能;不过由于长时间运行后无法校正累积误差问题的存在,使得它的长期准确性难以保证。 为了综合运用这两种技术的优点并克服其不足之处,紧耦合GPS/INS组合导航系统的研发成为了一种关键性的解决方案。该系统通过结合GPS的伪距和伪距率信息与惯性测量单元(IMU)的数据,在设计上实现了对硬件设备的高度集成化处理。这种方式不仅显著提升了定位精度,而且即使在失去或信号不良的情况下也能确保导航任务的连续执行。 从硬件层面来看,这种组合式系统主要由五个关键模块构成:数据采集、导航信息处理、用户界面展示、电源管理和通信接口等部分组成。其中的数据收集环节负责获取来自GPS接收器及IMU传感器的信息,并采用双口RAM技术以提高传输效率;单片机则用于执行数据分析和误差修正任务,同时协调各组件间的协作运行。 软件设计方面,则包括了系统启动与自检、数据处理、误差校正、信号解析等多个重要模块。这些程序通过协同作用保障整个系统的平稳运作,并且利用卡尔曼滤波器来融合GPS与INS的数据流,从而提供更为精确和平滑的导航信息支持;同时该算法也能够进行实时监测和故障排除工作。 综合来看,在微处理器框架下实现基于紧耦合策略设计出来的组合式导航系统不仅在技术层面上具备可行性,并且从成本效益角度也有明显优势。这种设计方案为现代复杂环境下的高精度定位应用提供了有效解决方案,尤其是在无人机、航海、航空及军事等专业领域中更为突出。随着微电子技术和算法优化的持续进步,这类基于微处理器架构开发出的紧耦合组合导航系统在未来导航技术的发展进程中将扮演着重要角色。
  • C++与QT曝光
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    本项目采用C++结合Qt框架开发,旨在实现图像处理中的曝光融合技术,并提供直观的操作界面和强大的视觉效果展示功能。 曝光融合是一种图像处理技术,用于将多张不同曝光时间拍摄的照片合并成一张高质量的图片,以获取更宽广的动态范围、更好的细节保留以及视觉效果提升。在本项目中,我们使用C++编程语言并结合QT库来实现这一过程。 C++作为一种强大且面向对象的语言,在处理图像等计算密集型任务时提供了高效的性能和丰富的功能支持。而QT则是一个跨平台的开发框架,适用于Windows、Linux及Mac OS等多种操作系统,并提供了一系列图形用户界面(GUI)组件,使开发者能够轻松构建具有专业外观的应用程序。 在执行曝光融合的过程中,主要涉及以下步骤: 1. **图像预处理**:读取并调整三张不同曝光时间拍摄的照片。这一步可能包括校正、去噪和色彩平衡等操作,以确保后续的准确性和稳定性。 2. **直方图均衡化**:为了提升对比度,会进行直方图均衡化处理,改变图像亮度分布使其更加均匀,从而更好地展示图像中的暗部与亮部细节。 3. **权重分配**:确定每张输入图片在融合过程中的重要性。该步骤基于局部亮度和对比度来决定合适的权重值,在最终的合并结果中保留高光部分来自较亮的照片而阴影部分则来自于较暗的照片,从而实现最佳动态范围。 4. **图像融合**:利用先前分配好的权重将各张图片像素相乘并加权平均得到最终的结果。这一步可以通过卷积或其他技术来完成。 5. **可视化展示**:在QT环境下设计一个GUI界面实时显示每步处理结果,包括原始照片、经过直方图均衡化后的图像以及融合之后的成品。用户能够通过该工具直观地观察曝光融合效果,并进行参数调整以优化最终输出质量。 6. 学术参考文献中详细介绍了实现算法的方法和技术细节,如基于梯度或小波变换等策略来确定权重分配规则和执行实际的像素级合并操作。 因此,在完成此项目的过程中不仅能掌握关于图像处理领域内曝光融合的核心原理和技术手段,还能提高C++编程能力和使用QT创建GUI界面的设计技能。这对于那些希望在该技术方向上深入研究或者开发相关应用的人来说是非常有价值的实践机会。
  • MATLAB室内导航数据代码:传感器结应用
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    本项目采用MATLAB开发,旨在通过融合视觉和惯性传感器的数据来实现高精度的室内导航。代码集成了先进的算法以提升定位准确性。 数据融合的MATLAB代码通过视觉惯性数据进行室内导航的相关描述如下: 相关MATLAB代码位于./sample_video/目录下,包括走廊视频及其同步的IMU测量值。 运行示例: - 走廊视频的运行使用demo_vpdetect_modular.m脚本。 此脚本包含以下主要部分: 1. 读取整个视频; 2. 获取并解析IMU数据; 3. 同步IMU和视频(若未同步); 4. 在每帧上应用高斯混合模型方法进行直线分组,从消失点中获取每个帧的alpha、beta和gamma值; 5. IMU与视觉信息融合通过卡尔曼滤波器实现; 6. 视线检测及平面识别,并推断深度/宽度; 7. 步数统计以及确定步长位置; 8. 生成2D地图。 引用说明: 如果您发现我们的工作对您的研究有帮助,请考虑引用以下论文: @inproceedings{farnoosh2018first, title={First-person indoor navigation via vision-inertial data fusion}, author={Farnoosh,Amirreza and Nabian,Mohsen and Closas,Pau and Ostadabbas,Sarah}, booktitle={Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA)}, year=2018 }
  • WMS507GPS与北斗组导航MATLAB仿真代码详解
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    本资源详细解析了WMS507紧耦合惯性GPS与北斗组合导航系统的MATLAB仿真代码,适合从事导航技术研究的专业人士学习参考。 本段落详细介绍了WMS507紧耦合惯性GPS北斗组合导航的MATLAB仿真代码,并探讨了WMS507在紧耦合惯性、GPS与北斗紧组合导航方面的应用。文中涵盖了所有相关的技术细节,旨在为研究者和开发者提供一个全面而深入的理解框架。