3 姿態(tài)矯正: 對于本系統(tǒng)，需要進行估計的狀態(tài)量有姿態(tài)角和里程計，姿態(tài)角用于矯正由橋梁檢測車行駛時的姿態(tài)變化而引起的點云誤差，里程計用于下一節(jié)中點云的遞歸疊加。在ROS 的消息機制中，里程計消息既包含了姿態(tài)角又包含了位置信息。 其中姿態(tài)角用四元數(shù)進行表示，四元數(shù)為緊湊的不帶奇異性的姿態(tài)角表達方式。四元數(shù)是一種擴展的復(fù)數(shù)，擁有一個實部三個虛部：表示三維坐標(biāo)值。設(shè)置狀態(tài)相關(guān)性協(xié)方差tP 和系統(tǒng)狀態(tài)擾動協(xié)方差tQ 為單位陣，根據(jù)慣性測量單元和立體相機的測量精度設(shè)置傳感器測量誤差協(xié)方差矩陣tR 。將慣性測量單元的姿態(tài)角原始數(shù)據(jù)作為狀態(tài)估計觀測值的姿態(tài)角，將線加速度進行兩次積分計算出當(dāng)前位置的三維坐標(biāo)；將立體相機計算出的姿態(tài)角和三維坐標(biāo)根據(jù)式3-11 至3-13 與慣性測量單元的狀態(tài)估計觀測值進行融合，得到兩個傳感器的相關(guān)性協(xié)方差和各自的權(quán)重，將融合后的傳感器對系統(tǒng)狀態(tài)的估計帶入式3-10，結(jié)合式3-7 進行迭代，得到當(dāng)前時刻的狀態(tài)估計值。將當(dāng)前時刻的四元數(shù)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)換矩陣，首先將四元數(shù)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)向量，再根據(jù)羅德里格公式轉(zhuǎn)換為矩陣，其轉(zhuǎn)換關(guān)系為：設(shè)當(dāng)前點云集合S 經(jīng)過姿態(tài)矯正后完成了三維激光雷達的數(shù)據(jù)姿態(tài)矯正。
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