[发明专利]一种光惯融合定位方法、设备及系统

权利要求书

1.一种光惯融合定位方法，具体包括：基于定位空间中的多台相机以及目标物绑定的光惯融合组件中的惯性传感器分别获取目标物的光学数据和惯性数据，通过光惯融合算法，解算出目标物的实时位姿信息。其中：

S11：所述定位空间内设有至少两台相机，不同的相机在所述定位空间内的位置不同，不断获取定位空间中的光学数据并通过有线的传输方式上传至服务器进行初步解算，并将解算结果传至计算单元。

S12：与此同时所述光惯融合组件中的惯性传感器可以不断获取光惯融合组件的惯性数据并通过有线或者无线的传输方式上传至计算单元。

S13：系统基于无线以及有线的传输方式实现同步机制。

S14：在所述同步机制下，计算单元对光学数据和惯性数据进行处理，并基于某种卡尔曼滤波器进行融合，解算出目标物在当前时刻的位姿信息。

S15：再通过平滑滤波处理，输出平滑的目标物轨迹信息。

其中，所述某种卡尔曼滤波器可以但不限于扩展卡尔曼滤波器(UKF)，无迹卡尔曼滤波器(EKF)、平方根容积卡尔曼滤波(SCKF)等。

其中，所述平滑滤波可以但不限于双指数滤波。

2.一种光惯融合定位设备，其特征在于，包括多台相机、服务器、光惯融合组件、系统同步组件、计算单元。所述多台相机布设于所述定位空间的不同位置，所述多台相机的可视范围覆盖整个所述定位空间。所述多台相机同时曝光，获取定位空间的光学数据并上传至服务器。服务器对光学数据进行初步解算，并将解算结果通过无线传输方式传至计算单元。

3.根据权利要求2所述的一种光惯融合定位设备，其特征在于，所述光惯融合组件主要包括标识点、惯性传感器、无线通信模块、USB通信模块及控制单元。

4.根据权利要求2所述的一种光惯融合定位设备，其特征在于，所述光惯融合组件表面布设有不少于3个标识点，所述标识点主动发射特定波段的红外光，或者所述标识点被动反射特别波段的红外光。所述多个标识点之间呈刚性连接。

5.根据权利要求2所述的一种光惯融合定位设备，其特征在于，所述光惯融合组件内置有无线通信模块及USB通信模块，用于实现所述光惯融合组件与计算单元之间的通信，即所述光惯融合组件与计算单元之间既可以有线数据传输，也可以无线无线数据传输。

6.根据权利要求2所述的一种光惯融合定位设备，其特征在于，所述系统同步组件可以独立于相机、光惯融合组件等系统其他设备，也可以内置于系统的其他设备中，例如内置于所述某台相机中。系统同步组件通过无线的通信方式向光惯融合组件发送同步信号，通过有线的通信方式向相机发送同步信号，相机及光惯融合组件基于同步信号调整时钟，以保证系统光学数据、惯性数据的同步。

7.一种光惯融合定位系统，用于对定位空间中的目标物进行定位，该定位系统包括：定位空间内布设至少两台相机，不同的相机在所述定位空间内的位置不同，不断获取定位空间中的光学数据并通过有线的传输方式上传至服务器。服务器对光学数据进行初步解算，并将解算结果传至计算单元。所述光惯融合组件中的惯性传感器可以不断获取光惯融合组件的惯性数据并通过有线或者无线的传输方式上传至计算单元。系统基于无线以及有线的传输方式实现同步机制。在所述同步机制下，计算单元对光学数据和惯性数据进行处理，并基于某种卡尔曼滤波器进行融合，解算出目标物在当前时刻的位姿信息。再通过平滑滤波处理，输出平滑的目标物轨迹信息；以及

根据权利要求2所述的主动光学定位设备。