王云舒，刘建业，曾庆化,2，刘 昇

（1.南京航空航天大学 自动化学院，南京 211106；2.德克萨斯农工大学 柯柏斯克里斯提分校，美国 TX78412；3.中航工业洛阳电光设备研究所，洛阳 471009）

结构光辅助的惯性/视觉室内导航三维环境重构方法

王云舒1，刘建业1，曾庆化1,2，刘 昇3

（1.南京航空航天大学 自动化学院，南京 211106；2.德克萨斯农工大学 柯柏斯克里斯提分校，美国 TX78412；3.中航工业洛阳电光设备研究所，洛阳 471009）

室内环境全局信息对未知环境下的微型飞行器导航与定位具有重要的意义。针对惯性导航系统难以创建全局地图等问题，提出一种结构光辅助的惯性/视觉室内导航三维环境重构方法。该方法通过改进单点激光三角测距获得结构光上每个点在相机系下的坐标，使用惯性信息辅助图像匹配测角代替传统三维重建技术中的驱动单元获取两帧图像间角度信息，实现离散点组成的室内环境构造，结合平面构建策略剔除了错误离散点，改进了室内三维环境重构效果。实验结果表明：使用该方法获得的帧间角度准确，低转速下角度测量误差在 5%以内；融合了离散点与平面的室内环境能够表现室内环境特征，并有效消除了错误离散点的干扰，将错误率降低到1%以下。

室内导航；微型飞行器；结构光；图像匹配；环境重构

美国国防高级研究计划局定义的微型飞行器 (Micro Air Vehicle，MAV)三维尺寸均在25 cm内，续航时间20～60 min，体积小、重量轻、成本低，且机动灵活、噪音小、隐蔽性好，在军民等应用领域潜力巨大。微型飞行器的室内定位主要采用微机械（MEMS）惯性测量单元（IMU）惯性导航系统。……