簡單理解VIO 一

2021-10-02 00:12:52 字數 1435 閱讀 8220

參考文獻

附隨著aiot(ai+iot)技術的發展,任務移動的模組在不久的未來都將配備mems imu,以確定裝置的位置與姿態,做出更智慧型的決策與反應。以手機為例,從iphone4開始,後續的手機均配備了三軸陀螺儀,從小公尺2開始就配備imu,相信未來不管是旗艦機還是普通手機,配備imu都將是基本配置,就像手機配備照相的鏡頭一樣。

但是由於imu本身只能提供區域性資訊且與環境無關,僅依賴imu並不能為移動裝置提供定姿定位服務,使用imu與視覺的融合,可以為移動裝置提供穩定高頻的定位資訊。

為了更好的簡化複雜的邏輯,我們假設機械人在屋裡的平面上移動。見附1.

可以用乙個比較形象的例子來說明,假設人的眼睛為視覺,人體的陀螺儀(@todo)為慣性裝置,那需要定義三個座標系:

座標系之間的變換關係是乙個旋轉與平移,由twi

∈se(

3)t_ \in se(3)

twi​∈s

e(3)

給出,如從i到w的變換矩陣為twi

t_tw

i​, 座標系轉換關係:

p w=

twi∗

pip^ = t_ * p^

pw=twi

​∗pi

其中p

pp為齊次座標形式,當表示為正常座標形式時:

p w=

rwip

i+tw

ip^ = r_p^ + t_

pw=rwi

​pi+

twi​

四元數的表示,用乙個實部和乙個虛部來表示:q=[

q0,q

1,q2

,q3]

q = [q_0, q_1, q_2, q_3]

q=[q0​

,q1​

,q2​

,q3​

]. 當我們只有yaw角(z軸)時,例如逆時針旋轉30°,用尤拉角表示為[0, 0, π/6

\pi/6

π/6]. 對應的四元數為q=[

0.966,0

,0,0.259

]q = [0.966, 0, 0, 0.259]

q=[0.9

66,0

,0,0

.259

]. 其中x軸,y軸都是0.

四元數之間可以進行乘法運算(以yaw角轉動為例):

四元數的精妙之處在於,利用複數的乘法,定義了四元數的乘法,以此來表示旋轉矩陣的相乘

四元數時間導數

乙個函式關於四元數的導數,可以通過求導工具來求。或者,使用李代數中求導法則。

李代數關於李代數在機械人中的應用,最好的參考文獻是2.

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