【HiWET技术专栏】第二章 核心算法与误差补偿机制

目录

第二章 核心算法与误差补偿机制

2.1 全局层级：视觉-惯性融合定位

2.1.1 稀疏视觉特征提取与跟踪：ORB特征点管理与关键帧筛选策略

2.1.2 IMU预积分理论：连续时间模型与离散时间实现

2.1.3 视觉-惯性联合初始化：尺度恢复与重力方向估计

2.1.4 滑动窗口非线性优化：Ceres/g2o实现与边缘化策略

2.1.5 回环检测与全局位姿图优化：长时程漂移的在线修正

2.2 中间层级：浮动基座漂移补偿

2.2.1 接触检测辅助的零速度更新（ZUPT）：足底力传感器阈值判定

2.2.2 运动学约束下的基座位姿精修：支撑多边形与静力学平衡

2.2.3 行走阶段的相位同步：步态周期检测与预测修正

2.2.4 多源融合滤波：EKF框架下的IMU-编码器-视觉残差融合

2.3 末端层级：高精度执行器跟踪

2.3.1 手臂运动学链实时正解算：解析雅可比与数值稳定性处理

2.3.2 末端视觉亚像素跟踪：ArUco/ChArUco板检测与PnP解算优化

2.3.3 无标记深度学习位姿估计：PVN3D网络架构与实时推理加速（TensorRT）

2.3.4 力/触觉反馈融合：接触状态估计与柔顺控制接口

2.4 层级间误差传播与自适应补偿

2.4.1 误差协方差的上传与下传：从末端不确定性到全局置信度更新

2.4.2 自适应权重分配：基于信息熵的传感器可靠性实时评估

2.4.3 硬约束与软约束的统一处理：接触力残差在优化中的约束嵌入

2.4.4 长时程一致性约束：时间跨度上的轨迹平滑性正则化

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第二章 核心算法与误差补偿机制

2.1 全局层级：视觉-惯性融合定位