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導讀:
隨著無人機、無人車以及移動機器人的井噴式發展，導航技術成為了制約無人平臺廣泛應用的瓶頸技術之一。在應用需求的牽引下，視覺慣性組合導航技術，特別是視覺與微慣性傳感器的組合，逐漸發展成為當前自主導航及機器人領域的研究熱點。
Part1 視覺慣性組合導航的優點及類別
視覺慣性組合導航具有顯著的優點：
（1）微慣性器件和視覺傳感器具有體積小、成本低的優點，隨著制造技術的不斷進步，器件越來越小，且成本越來越低。
（2）不同于衛星和無線電導航，視覺和慣性導航均不依賴外部設施支撐，可以實現自主導航。
（3）慣性器件和視覺器件具有很好的互補性，慣性導航誤差隨時間累積，但是在短時間內可以很好地跟蹤載體快速運動，保證短時間的導航精度；而視覺導航在低動態運動中具有很高的估計精度，且引入了視覺閉環矯正，可以極大地抑制組合導航誤差，兩者的組合可以更好地估計導航參數。
視覺慣性組合導航算法主要分類：
視覺慣性組合導航算法主要可以分為兩大類：基于模型的視覺慣性組合導航技術和基于機器學習的視覺慣性組合導航技術。兩種算法的通用結果示意圖分別如下：
基于機器學習的視覺慣性組合導航技術通用結構示意圖
Part2 飛思視覺慣性組合導航無人系統開發驗證平臺
飛思實驗室基于視覺慣性組合導航算法開發的研究熱點和重點，為各研究單位提供了一套完整的視覺慣性組合導航算算法開發驗證平臺，形成了全套的無人智能體控制平臺研發、視覺圖像采集、位姿估計、回環檢測、三維地圖生成，導航避障算法解決方案，為各科研團隊、高校實驗室科研團隊的視覺慣性組合導航算法及相關的人工智能視覺算法研究助一臂之力。整個視覺慣性組合導航無人系統開發驗證平臺架構圖如下:
視覺慣性組合導航無人系統開發驗證平臺
該平臺主要由無人智能體運動平臺、視覺導航傳感器、慣性導航器件、機載計算機等部分組成，具體如下：
無人智能體運動平臺
無人智能體運動平臺，主要包含無人機和無人車兩類，這里介紹最經典的飛思X680無人機和飛思Rover300無人車。
飛思X680無人機平臺是室外智能飛行器，使用高強度碳纖維和3D打印技術相結合設計制造。載重大，飛行時間長。內部采用激光定高和光流定點，性能優秀，飛行穩定，使用簡單，一鍵起降。主要應用于協同編隊、分布式集群控制、slam導航、視覺跟隨、目標識別、人工智能應用等領域。
應用高強度鋁合金設計制造，載重大、減振性能強、運行時間長。運行穩定，使用簡單；支持智能體無人車協同控制；采用后置麥克納姆輪設計，轉彎半徑小；可與智能體無人機結合進行天地一體協同控制。
視覺導航傳感器
視覺導航傳感器，搭載了雙目相機、可見光相機和激光雷達三類。
（1）雙目相機雙具備強大的深度感知功能和慣性測量單元。
（2）可見光相機采用USB3.0接口快速實時傳輸非壓縮圖像，并支持通過客戶端軟件進行圖像數據采集和參數設置
（3）激光雷達是一款高性能、安全可靠的激光探測測距儀，可廣泛應用于環境感知、視覺導航、動態路徑規劃、高精度測繪等領域。
機載計算機
機載計算機具備強大的邊緣計算能力，主要用于運行視覺慣性組合導航的核心算法。
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