[发明专利]用于在视觉惯性测距中使用全球定位历元的滑动窗口的系统和方法

说明书

描述了一种用于视觉惯性测距VIO辅助的全球定位的方法。所述方法包含更新包含当前姿态和多个先前姿态的滑动窗口的扩展的卡尔曼滤波器EKF状态。所述滑动窗口包含在多个最近全球定位系统GPS时间历元处的姿态。更新所述EKF包含更新用于所述EKF状态中的所述先前姿态和所述当前姿态的EKF协方差矩阵。所述方法还包含在GPS历元处确定所述经过更新的先前姿态和所述当前姿态中的每一个之间的相对位移。所述方法进一步包含基于所述EKF协方差矩阵中所述经过更新的先前姿态和所述当前姿态中的每一个之间的交叉协方差确定所述相对位移中的每一个的误差协方差。所述方法另外包含使用所述相对位移和所述误差协方差以融合在多个历元上获得的伪距测量值。

相关申请

本申请涉及并且主张2017年1月4日递交的标题为“用于在视觉惯性测距系统中使用在全球定位历元处的滑动窗口输出的系统和方法(SYSTEMS AND METHODS FOR USINGSLIDING WINDOW OUTPUTS AT GLOBAL POSITIONING EPOCHS IN A VISUAL-INERTIALODOMETRY SYSTEM)”的第62/442,419号美国临时专利申请的优先权。

技术领域

本发明大体上涉及电子装置。更确切地说，本发明涉及用于在视觉惯性测距(VIO)中使用全球定位历元的滑动窗口的系统和方法。

背景技术

一些电子装置(例如，相机、视频摄录影机、数码相机、蜂窝式电话、智能电话、计算机、电视机、汽车、个人相机、可穿戴式相机、虚拟现实装置(例如，耳机)、扩增现实装置(例如，耳机)、混合现实装置(例如，耳机)、运动相机、监控摄像头、安装摄像头、互联摄像头、机器人、无人机、医疗保健设备、机顶盒等)俘获和/或利用图像。举例来说，智能电话可以俘获和/或处理静态图像和/或视频图像。处理图像可能需要相对较大量的时间、存储器和能量资源。所需要的资源根据处理的复杂度可能不同。

在一些情况下，在计算机视觉应用中可以利用图像。举例来说，计算机视觉可用于检测对象。然而，计算机视觉可能遭受一些限制。如可从此论述观察到，改进计算机视觉的系统和方法可以是有益的。

发明内容

描述了一种用于视觉惯性测距(VIO)辅助的全球定位的方法。所述方法包含更新包含电子装置的当前姿态以及使用测量值直到当前历元的多个先前姿态的滑动窗口的扩展的卡尔曼滤波器(EKF)状态。多个先前姿态的滑动窗口包含在多个最近全球定位系统(GPS)时间历元处的电子装置的姿态。更新包含更新用于EKF状态中的先前姿态和当前姿态的EKF协方差矩阵。所述方法还包含在GPS历元处确定经过更新的先前姿态和当前姿态中的每一个之间的相对位移。所述方法进一步包含基于EKF协方差矩阵中经过更新的先前姿态和当前姿态中的每一个之间的交叉协方差确定相对位移中的每一个的误差协方差。所述方法另外包含使用相对位移和误差协方差以融合在多个历元上获得的伪距测量值。车辆可包含电子装置。

所述方法可包含基于经过更新的先前姿态与当前姿态之间的相对位移从伪距测量值的集合中移除外点伪距测量值。所述方法可包含使用相对位移的误差协方差加权内点伪距测量值。所述方法可包含使用内点伪距测量值确定绝对位置固定。

相对位移可以是使用VIO测量值确定的。相对位移可用于在GPS历元之间传播电子装置姿态。所述方法可包含基于行进的距离的量确定是否插入GPS测量值。