Pose estimation and calibration algorithms for vision and inertial sensors

Introduction......Page 11
Problem formulation......Page 12
Contributions......Page 13
Thesis outline......Page 14
System overview......Page 15
Introduction......Page 17
Sensors......Page 18
Coordinate systems......Page 19
Inertial sensors......Page 20
Monocular vision......Page 21
Sensor fusion......Page 22
Theoretical framework......Page 23
Models......Page 24
Fusion Algorithm......Page 25
Vertical alignment......Page 27
Time synchronization......Page 28
Experiments......Page 29
Setup......Page 30
Results......Page 32
References......Page 34
Inertial measurement unit......Page 39
Sensor model......Page 40
Strapdown inertial navigation......Page 43
Vision......Page 44
Sensor model......Page 45
Calibration......Page 48
Correspondence detection......Page 49
Kinematics......Page 51
Rotation......Page 52
Time derivatives......Page 54
Continuous-time models......Page 55
Discrete-time models......Page 57
Calibration theory......Page 61
Acceleration......Page 62
Angular velocity......Page 64
Direction vectors......Page 68
Position and orientation......Page 69
Mixing kinematic and geometric measurements......Page 74
Calibration algorithms......Page 77
Internal calibration......Page 78
Experiments......Page 80
Application example......Page 87
Conclusions......Page 91
Future work......Page 92
Bibliography......Page 93
Operations and properties......Page 99
Matrix/vector notation......Page 100
Euler angles......Page 103
Rotation vector......Page 104