基于视觉的机器人非线性位姿观测器

本文利用相机对目标物体特征点的测量信息解决机器人相对位置和姿态的估计问题。首先,针对机器人运动过程中相机获得的目标物体连续图像,利用扩展Kalman滤波器估计特征点的三维信息。然后,在SE(3)空间上设计了一个非线性位姿观测器。利用得到的特征点三维信息构造了 Lyapunov函数,并解耦成分别和姿态误差以及位置误差相关的两部分。利用Lyapunov稳定性原理设计了观测器的姿态误差和位置误差补偿律,证明了观测器在平衡点处是渐近稳定的。最后,通过数值仿真实验验证了所提算法的有效性。