觀點一
沒人帶就是容易跳這種坑,我之前就傻不拉吉地花了一周時間做純imu定位。
做狀態(tài)估計,首先要明確一點:任何算法都不能突破傳感器本身的精度帶來的限制。以下這張圖片源自一篇關(guān)于imu的綜述(侵刪),
我標(biāo)紅的部分是文章錯誤,兩個加速度bias位置放反了。
現(xiàn)在精度最好的imu一個小時會累積幾十米的誤差,價格上百萬美元,用在洲際彈道導(dǎo)彈上的(你老板買得起?)。幾萬美元價位的imu,一分鐘的位置誤差計算下來大概是5米,注意是一分鐘,由于加速度二次積分后,得到的位置與時間是二次關(guān)系,即位置誤差隨時間呈拋物線增長。
所以單純用imu加速度計做定位是很不現(xiàn)實的,希望新入門的同學(xué)別再跳這種坑了。
觀點二
基于IMU的定位(也就是我們通常稱為的慣性導(dǎo)航)本質(zhì)上屬于航位推算定位,定位解算是基于運動積分的,之前定位結(jié)果中的定位誤差會累積到當(dāng)前定位結(jié)果中,同時由于IMU本身的零偏,最終表現(xiàn)就是定位誤差會隨時間累積。
因此在實際應(yīng)用中,需要同時結(jié)合其他定位誤差無累積的定位手段,如無線電導(dǎo)航(GPS、UWB等)或特征匹配定位(地形匹配、激光點云地圖匹配等),來實時輔助進(jìn)行慣導(dǎo)誤差修正,才能一定程度上抑制誤差積累,滿足使用需求。
當(dāng)然,如果確實沒有其他傳感器或定位手段可用,單獨使用IMU定位的話,為避免誤差過快累積,一方面,要對IMU做內(nèi)參(零偏、刻度系數(shù)誤差等)標(biāo)定;另一方面,要結(jié)合具體應(yīng)用平臺和場景,考慮加入零速校正、零角度校正或運動約束等。
另外,僅僅用于航姿估計時,可以采用無人機領(lǐng)域常用的基于加速度和角速度輸出的互補濾波方法,給出精確的俯仰角和橫滾角。
觀點三
我自己沒有純IMU的經(jīng)驗,但是可以分享下我知道的和我看到的看是否對題主有幫助。
1.買個非常貴的IMU: 最直接簡單暴力的方法,航天工程和軍用無人機里應(yīng)該就是用了精度很高的IMU。而且據(jù)老板所說,有次SIGGRAPH還是什么會上有人演示過純IMU的SLAM系統(tǒng),效果杠杠的,不過很貴很貴就是了。
2.結(jié)合具體應(yīng)用場景的約束: 可以參考下 https://drive.google.com/file/d/1tQyz5DGklJvOyFqdr9z3fKDWOti6A8sZ/view 系列工作。
根據(jù)后續(xù)改進(jìn)這個工作的同學(xué)的反饋,他能夠用IMU+LSTM的方式取得很好的結(jié)果,而且有意思的是用了LSTM的結(jié)果也只比step counting好一些。這說明在手持設(shè)備這種場景下勻速運動是個很強的先驗約束,如果題主的應(yīng)用場景存在這種強先驗的話可以從這方面入手,而不是僅僅著眼IMU數(shù)據(jù)本身。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:基于imu定位的方法,如何解決累積誤差?
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