周绍磊，吴修振，刘 刚，张 嵘，徐海刚

（1. 海军航空工程学院 控制工程系，烟台 264001；2. 清华大学 精密仪器系，北京100084；3. 北京自动化控制设备研究所，北京 100074）

一种单目视觉ORB-SLAM/INS组合导航方法

周绍磊1，吴修振1，刘 刚1，张 嵘2，徐海刚3

（1. 海军航空工程学院 控制工程系，烟台 264001；2. 清华大学 精密仪器系，北京100084；3. 北京自动化控制设备研究所，北京 100074）

针对惯性/卫星组合导航系统在卫星导航失效时无法使用的问题，提出了单目视觉ORB-SLAM/INS组合导航方法，用于扩展组合导航系统在强干扰环境和室内环境的应用范围。该算法分为两个阶段：初始化阶段，当ORB-SLAM形成闭环时设计算法在线估计单目视觉ORB-SLAM算法的尺度因子；导航阶段，ORB-SLAM系统输出的位置信息经过尺度变换后作为观测量进行卡尔曼滤波，估计INS导航系统的误差状态量从而修正惯导系统的误差。设计了硬件和软件平台对提出的组合导航方法进行试验验证。跑车实验结果表明：所设计的 ORB-SLAM/INS组合导航系统具有较高的定位精度，导航时间6 min定位误差为1.162 m，且不随时间漂移，具有很强的应用价值。

ORB-SLAM；INS；尺度因子；卡尔曼滤波；组合导航

随着社会需求的增加和科学技术的进步，移动机器人越来越多地融入日常的生活中，提高了生活效率，节约了生活成本，正在创造越来越多的社会价值。在移动机器人的技术中，首要解决的是机器人的定位问题，这是机器人完成特定任务的基础。

对于室外机器人（如四旋翼无人机），定位主要依靠卫星导航系统和惯性导航系统；……