[发明专利]使用物体来对准和校准惯性导航系统

权利要求书

1.一种方法，包括：

保持移动平台固定同时用所述移动平台中的相机获取物体的图像，所述移动平台具有包括惯性传感器的惯性导航系统，其中所述惯性传感器与所述相机之间的取向是已知的；

获得所述物体在全局参考系中的位置和取向信息；

从所述物体的所述图像估计所述相机相对于所述物体的位置和取向；

从所估计的所述相机相对于所述物体的位置和取向、以及所获得的所述物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的相机位置和取向；

使用所确定的在所述全局参考系中的相机位置和取向以及所述惯性传感器与所述相机之间的所述取向来确定导航坐标系与关于所述惯性导航系统的惯性传感器参考系之间的变换矩阵；

将所述惯性导航系统的速度设置为0；

将所述惯性导航系统的位置设置为所估计的所述相机在所述全局参考系中的位置；

将所述导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的所述变换矩阵设置为所确定的所述导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵；

使用来自所述惯性传感器的测量、所设置的变换矩阵、所述惯性导航系统的所设置速度和所设置位置来更新所述惯性导航系统的位置、速度和取向；以及

提供所述惯性导航系统的所述位置的经更新估计作为所述移动平台的位置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：

保持所述移动平台固定同时用所述移动平台中的所述相机获取一不同物体的图像；

获得所述不同物体在所述全局参考系中的位置和取向信息；

从所述不同物体的所述图像估计所述相机相对于所述不同物体的新位置和取向；

从所估计的所述相机相对于所述物体的新位置和取向、以及所获得的所述不同物体在所述全局参考系中的位置和取向来确定在所述全局参考系中的新的相机位置和取向；以及

使用所确定的在所述全局参考系中的新的相机位置和/或取向中的至少一者来估计和校正所述惯性导航系统的所述位置、速度和取向中的误差以及所述惯性传感器的误差。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述惯性导航系统的所述位置、速度和取向中的误差以及所述惯性传感器的误差是使用卡尔曼滤波器来估计和校正的。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵包括：使用相机参考系与物体参考系之间的所确定的第一变换矩阵、以及所述全局参考系与所述物体参考系之间的第二变换矩阵。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与所述惯性传感器参考系之间的变换矩阵进一步包括：使用所述相机参考系与所述惯性传感器参考系之间的第三变换矩阵。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定导航坐标系与惯性传感器参考系之间的变换矩阵进一步包括：使用所述全局参考系与所述导航坐标系之间的第四变换矩阵。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体是数据码标记。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体是快速响应码。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体编码有统一资源标识符(URI)，并且其中获得关于所述物体的位置和取向信息包括：

解码所述物体以确定所述URI；以及

使用所述URI来访问和下载关于所述物体的所述位置和取向信息。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，提供所述惯性导航系统的所述位置的经更新估计作为所述移动平台的位置包括：在所述移动平台上的数字地图上显示所述经更新位置。