Видеоинерциальная измерительная система

Малашин Д.О., Петерсон М.В., Малашин Р.О.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Малашин Д.О., Петерсон М.В., Малашин Р.О. Видеоинерциальная измерительная система // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 5. С. 53–59. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-53-59

Malashin D.O., Peterson M.V., Malashin R.O. Video inertial measurement system [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 5. P. 53–59. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-53-59

Ссылка на англоязычную версию:

D. Malashin, M. Peterson, and R. Malashin, "Video inertial measurement system," Journal of Optical Technology. 85(5), 296-301 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000301

Аннотация:

Описан способ принципиального улучшения инерциальных измерительных систем посредством добавления в них твердотельного фотоприемника и алгоритмов обработки видеоинформации. Улучшение достигается за счет обнуления накапливающихся ошибок посредством калибровки положения устройства по изображению. Были проведены эксперименты при скорости перемещения датчика свыше 20 м/с. Точность калибровки относительно опорной точки составила 1 мм для положения и менее градуса для ориентации датчика. Был разработан прототип со сравнительно низкими энергопотреблением (не более 1,5 Вт пикового значения, и менее 0, 2 Вт среднее значение энергопотребления) и габаритами (общий объем двух плат составляет 7 см3).

Ключевые слова:

инерциальная измерительная система, калибровка камеры

Коды OCIS: 150.0150, 110.0110

Список источников:

1. Rehrmann F., Schwendner J., Cornforth J., Durrant D., Lindegren R., Selin P., Carrio J.H., Poulakis P., Köhler J. A miniaturised space qualified MEMS IMU for rover navigation // Proc. 11th Symp. Advanced Space Technologies in Robotics and Automation. 2011. P. 07B.
2. Vogl G.W., Donmez M.A., Archenti A. Diagnostics for geometric performance of machine tool linear axes // CIRP Annals — Manufacturing Technology. 2016. V. 1. № 1. P. 377–380.
3. Perkins N.C. Electronic measurement of the motion of a moving body of sports equipment // US Patent US7234351 B2. 2007.
4. Woodman O.J. An introduction to inertial navigation // Technical Report № 696. University of Cambridge. ISSN 1476-2986. 2007.
5. Madgwick S.O.H. An efficient orientation filter for inertial and inertial/magnetic sensor arrays // Report x-io and University of Bristol (UK). 2010. V. 25.
6. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Брысин Н.Н., Куркина А.Н., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е., Гаврилов А.Л., Гульцов С.В., Степанов Ю.В. Астроинерциальная навигационная система // Механика, управление и информатика. 2015. Т. 7. № 2. С. 21–37.
7. Аванесов Г.А., Бессонов Р.В., Куркина А.Н., Мысник Е.А., Лискив А.С., Людомирский М.Б., Каютин И.С., Ямщиков Н.Е. Разработка бесплатформенной астроинерциальной навигационной системы // Сб. тр. 3-ей Всероссийской НТК «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов». Россия, Таруса. 10–13 сентября 2012. C. 9–27
8. Brown M., Lowe D. Invariant features from interest point groups // Proc. 13th British Machine Vision Conference. 2002. P. 656–665.
9. Malashin R.O. Correlating images of three-dimensional scenes by clusterizing the correlated local attributes, using the Hough transform // JOT. 2014. V. 81. № 6. P. 327–333.
10. Hartley R., Zisserman A. Multiple view geometry in computer vision. Cambridge University Press, 2003. 655 p.
11. Zhang Z. A flexible new technique for camera calibration // IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence. 2000. V. 22. № 11. P. 1330–1334.
12. Marquardt D.W. An algorithm for least-squares estimation of nonlinear parameters // J. Soc. Industrial and Applied Mathematics. 1963. V. 11. № 2. P. 431–441.
13. Otsu N. A threshold selection method from gray-level histograms // IEEE Trans. Sys. 1979. № 9. P. 62–66.
14. Geiger A., Moosmann F., Car O., Schuster B. Automatic camera and range sensor calibration using a single shot // Internat. Conf. Robotics and Automation (ICRA). St. Paul, USA. May 2012. P. 3936–3943.
15. Ikei Y., Abe K., Hirota K., Amemiya T. A multisensory VR system exploring the ultra-reality // Proc. IEEE 18th Internat. Conf. Virtual Systems and Multimedia (VSMM). 2012. P. 71–78.