协作视觉-惯性运动恢复结构的闭式解

本文研究协作情形下的视觉-惯性传感器融合问题，并给出关于其可观测性及其闭式可解性的新理论贡献。考察了两个智能体的情形。每个智能体配备惯性传感器（加速度计与陀螺仪）及单目相机。利用单目相机，每个智能体可观测另一智能体。不考虑额外的相机观测（例如环境中外部点特征）。假设所有惯性传感器均受偏置影响。首先，解析推导了整个可观测状态。该状态包括绝对尺度、两智能体间的相对速度、表示两智能体坐标系间旋转的三个欧拉角以及所有加速度计与陀螺仪偏置。其次，本文将文献[19]给出的闭式解（适用于单智能体）推广至上述协作情形。研究了偏置存在对该闭式解性能的影响。与单智能体情形相同，该性能对陀螺仪上的偏置显著敏感，而加速度计上的偏置影响可忽略。最后，提出了一种简单有效的获取陀螺仪偏置的方法。大量仿真清晰表明所提方法成功。令人惊讶的是，不仅可在无任何先验知识下（如[13]）自动恢复绝对尺度并同时标定陀螺仪，而且可在无环境外部点特征的情况下实现。