Sensordynamik; Koordinatensysteme Für Die Zustandsschätzung - Roboception rc visard Bedienungsanleitung

6.3 Sensordynamik

Das Dynamik-Modul rc_dynamics liefert Schätzungen des Sensorzustands, der die Pose (Position und Orientie-
rung), Lineargeschwindigkeit, Linearbeschleunigung und Drehrate des Sensors umfasst. Mit diesem Modul lassen
sich Datenströme für die verschiedenen Submodule starten, stoppen und verwalten:
• Visuelle Odometrie
teristischen Bildpunkten im linken Kamerabild (Abschnitt 6.4).
rc _ stereo _ ins
• Stereo-INS (
der integrierten inertialen Messeinheit (IMU), um auf dieser Grundlage akkurate und hochfrequen-
te Echtzeit-Zustandsschätzungen bereitzustellen (Abschnitt 6.5).
rc _ slam
• SLAM ( ) übernimmt die simultane Lokalisierung und Kartenerstellung (SLAM), um akkumulierte
Posendaten zu korrigieren (Abschnitt 7.1).
Bemerkung: Die gleichzeitige Nutzung des Dynamik-Moduls und des
zu verringerter Genauigkeit der Bewegungsschätzung führen. Der Abschnitt
wie dies vermieden werden kann.
6.3.1 Koordinatensysteme für die Zustandsschätzung
Das Weltkoordinatensystem für die Zustandsschätzung definiert sich wie folgt: Die Z-Achse des Koordinatensys-
tems zeigt nach oben und ist am Gravitationsvektor ausgerichtet. Die X-Achse liegt orthogonal zur Z-Achse und
zeigt in die Blickrichtung des rc_visard zum Zeitpunkt, zu dem die Zustandsschätzung beginnt. Der Ursprung des
Weltkoordinatensystems befindet sich am Ursprung des IMU-Koordinatensystems des rc_visard in dem Augen-
blick, in dem die Zustandsschätzung aktiviert wird.
Wird die Zustandsschätzung aktiviert, wenn die Blickrichtung des rc_visard parallel zum Gravitationsvektor liegt
(mit einem Toleranzbereich von 10 Grad), dann ist die Y-Achse des Weltkoordinatensystems entweder an der
positiven oder negativen X-Achse des IMU-Koordinatensystems ausgerichtet. In diesem Fall ist die Anfangsaus-
richtung des Weltkoordinatensystems nicht mehr kontinuierlich. Es ist also besondere Vorsicht geboten, wenn die
Zustandsschätzung mit dieser Orientierung beginnt.
z
IMU
x
Cam
z
Cam
Abb. 6.6: Koordinatensysteme für die Zustandsschätzung: Das IMU-Koordinatensystem liegt im Gehäuse des
rc_visard, das Kamera-Koordinatensystem
6.3. Sensordynamik
rc _ stereovisodo
( ) schätzt die Kamerabewegung anhand der Bewegung von charak-
) kombiniert die per visueller Odometrie ermittelten Werte mit den Daten
x
W
x
IMU
y
IMU
y
Cam
aktuelle Pose
(Abschnitt 3.7) im Fokuspunkt der linken Kamera.
Stereo-Matching
Visuelle Odometrie
z
W
x
IMU
z
y
IMU
IMU
x
Cam
z
y
Cam
Cam
Pose bei t=0
(Abschnitt 6.2) kann
(6.4) erklärt,
y
W
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