论文阅读LR LIO-SAM

Abstract

紧耦合lidar inertial里程计, 用smoothing和mapping.

1. Introduction

紧耦合lidar-inertial里程计.

  • 紧耦合的lidar inertial里程计框架

一般都是用ICP或者是GICP.

在LOAM[1], IMU被引入来de-skew lidar scan, 然后给移动一个先验做scan-匹配.

在[15], 预积分IMU测量被用来 de-skew 点云.

一个robocentric lidar-inertial 状态估计器, R-LINS[16] , 用error-state KF.


LIOM只能 0.6 倍实时

3. LiDAR Inertial Odometry via SAM

A. System Overview

状态是:

[mathbf{x}=left[mathbf{R}^{mathbf{T}}, mathbf{p}^{mathbf{T}}, mathbf{v}^{mathbf{T}}, mathbf{b}^{mathbf{T}} ight]^{mathbf{T}} ]

B. IMU Preintegration Factor

角速度, 加速度的测量:

[egin{array}{l} hat{oldsymbol{omega}}_{t}=oldsymbol{omega}_{t}+mathbf{b}_{t}^{oldsymbol{omega}}+mathbf{n}_{t}^{oldsymbol{omega}} \ hat{mathbf{a}}_{t}=mathbf{R}_{t}^{mathbf{B W}}left(mathbf{a}_{t}-mathbf{g} ight)+mathbf{b}_{t}^{mathbf{a}}+mathbf{n}_{t}^{mathbf{a}}, end{array} ]

这里 (hat{omega}_t)(hat{a}_t) 是 raw 测量在 (B) 系.

速度, 位置和旋转在 (t+Delta t)时刻如下:

[egin{aligned} mathbf{v}_{t+Delta t}=mathbf{v}_{t}+mathbf{g} Delta t+mathbf{R}_{t}left(hat{mathbf{a}}_{t}-mathbf{b}_{t}^{mathbf{a}}-mathbf{n}_{t}^{mathbf{a}} ight) Delta t \ mathbf{p}_{t+Delta t}=mathbf{p}_{t}+mathbf{v}_{t} Delta t+frac{1}{2} mathbf{g} Delta t^{2} \ &+frac{1}{2} mathbf{R}_{t}left(hat{mathbf{a}}_{t}-mathbf{b}_{t}^{mathbf{a}}-mathbf{n}_{t}^{mathbf{a}} ight) Delta t^{2} \ mathbf{R}_{t+Delta t}=mathbf{R}_{t} exp left(left(hat{oldsymbol{omega}}_{t}-mathbf{b}_{t}^{omega}-mathbf{n}_{t}^{omega} ight) Delta t ight) end{aligned} ]

这里 (R_t = R_t^{WB} = R_t^{{BW}^T}). 这里我们假设 角速度 和 加速度 的(B) 保持不变.

C. LiDAR Odometry Factor

当一个新的scan到达时, 我们先做特征提取. Edge / planar 特征被提取来估计局部点的roughness. 有大的 roughness值的实被分类为edge, 值小的就是planar特征.

1. Sub-keyframes for voxel map

2. Scan-matching

3. Relative transform

edge点和平面点对应如下:

[egin{array}{r} mathbf{d}_{e_{k}}=frac{left|left(mathbf{p}_{i+1, k}^{e}-mathbf{p}_{i, u}^{e} ight) imesleft(mathbf{p}_{i+1, k}^{e}-mathbf{p}_{i, v}^{e} ight) ight|}{left|mathbf{p}_{i, u}^{e}-mathbf{p}_{i, v}^{e} ight|} \ mathbf{d}_{p_{k}}=frac{left(mathbf{p}_{i, u}^{p}-mathbf{p}_{i, v}^{p} ight) imesleft(mathbf{p}_{i, u}^{p}-mathbf{p}_{i, w}^{p} ight) mid}{left|left(mathbf{p}_{i, u}^{p}-mathbf{p}_{i, v}^{p} ight) imesleft(mathbf{p}_{i, u}^{p}-mathbf{p}_{i, w}^{p} ight) ight|} end{array} ]

D. GPS Factor

当收到GPS测量的时候, 我会先转换到局部笛卡尔坐标系.

一般我们只有在估计的位置协方差大于接受的GPS位置协方差的时候才加入 GPS factor.

E. Loop Closure Factor

...

4. Experiments

我们比较了LIO-SAM, LOAM和LIOM. LIO-SAM和LOAM是专注在实时的输出, 而LIOM是有无限的时间处理的.

A. Rotation Dataset

遇到的最大的旋转速度是 133.7°/s.

B. Walking Dataset

LIOM只跑了0.56x的实时.

C. Campus Dataset

D. Park Dataset

...

E. Amsterdam Dataset

....

F. Benchmarking Results

...

5. Conclusions and Discussion

没啥.

原文地址:https://www.cnblogs.com/tweed/p/14203528.html