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2019-06-02.md

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主题:初始化和预积分

1、VIO初始化的时候重力和加速度计的bias有没有估计准确一点的方法?

目前常用的初始化方法有VINS-Mono和VI-ORB两种,但差别不是特别大。除此之外,还有静止初始化,但是需要特定运动配合。特别的是,对于低成本的IMU,重力和bias初始化很难分离出来,所以也又在初始化不顾及bias的方法。但整体而言,在初始化方面需要进一步探讨。

参考文献

https://blog.csdn.net/heyijia0327/article/details/82855443
Visual-inertial monocular slam with map reuse

2、某些轴上的运动激励不够要怎么处理?

1、单纯使用IMU并不能解决此问题,通常需要使用其他传感器或者添加其他约束;其他传感器可以有轮速计、GPS等等;其他约束有高程约束等等。

参考文献

VINS on wheels

2、额外讨论,ins系统本身就存在高度通道发散的问题。原因是ins里面会严格根据高度和经纬度推算g:如果高度估计值比实际要高,那么估算出来的g会偏小,这样补偿后的加速度在高度方向上就会偏大,高度越发偏高。反之亦然。这会在高度通道形成一个正反馈,完全不稳定。(下图地球重力场)

3、额外讨论,在初始化时最好保证IMU各个轴上都有较大的运动,可以测量值幅值方差判断。

3、在尺度完全未知的情况下如何判断VIO初始化给出的尺度就一定是准确的?

一般尺度误差主要由ba(bias_acc)引起,假如还是平面运动,天向的ba(由三轴关于天向的分量合成)就是不可观,那么这个方向的尺度就算不准也难以被发觉;并且即使在线运动激励不充分,有初始方差的限制,bias量也不会出现误差很大的情况;如果误差太大,则imu解算会与其他传感器对不上。

4、几种预积分方法的差异及区别?

1、常用的预积分有3套,第一套是12年最早的那一套(lupton 2012),用的是欧拉角来表示姿态;第二套是流型上的预积分(forster);第三套是vins里面的四元数预积分(沈老师搞出来的)。 除此之外还有黄老师今年的工作,参考论文Closed-form Preintegration Methods for Graph-based Visual-Inertial Navigation。

参考文献

Visual-Inertial-Aided Navigation for High-Dynamic Motion in Built Environments Without Initial Conditions
VINS-Mono: A Robust and Versatile Monocular Visual-Inertial State Estimator
On-Manifold Preintegration for Real-Time Visual-Inertial Odometry

2、目前已知的三种方法的原理都差不多;但lupton基于欧拉角,存在万向节锁死问题;forster使用了李代数,沈老师使用了四元数,解决了欧拉角万向节锁死问题,并且还减少了cos和sin的计算量