轮式、四足机器人视觉IMU多约束融合定位架构

核心: 多源输入、前端约束、统一融合、定位输出。

一、地图基准输入

· 纯视觉三维点云地图。

· 关键帧轨迹。

· 巡检点/路线拓扑。

· 重点观察区域。

二、实时感知输入

· 实时图像。

· IMU 数据。

· 轮速信息。

· 关节编码器 / 足部接触。

· Lidar点云 & GPS。

三、数据预处理层

· 时间戳对齐。

· 外参标定。

· 图像质量评估。

· 轮足状态一致性检查。

四、前端约束（三类核心约束）

1. IMU高频传播

在图像或前向连续传播位置、姿态与速度，保证状态输出连续性。

2. 轮足运动约束

融合轮速、关节反馈与足底接触，提供短时本体运动约束。

3. 视觉地图匹配

将当前图像与地图关键帧/局部结构进行关联，提供地图坐标系下的长期约束。

五、多传感器紧耦合状态估计后端（滑动窗口 + 增量式融合优化）

· IMU 先验。

· 轮足运动约束。

· 视觉地图约束。

· LIDAR约束。

· GPS全局约束。

· 动态权重调整。

基于统一优化框架融合多源观测，实现全周期一致位姿估计。

六、服务对象

· 自主巡航与导航模块。

· 异常检测模块。

· 巡检任务记录与回溯模块。

七、定位输出

· 实时位姿。

· 速度与轨迹。

· 定位置信度。

· 标准化接口（ROS/API）。

寰识科技（上海）有限公司