TUP2023-Sentry-Nav

沈阳航空航天大学TUP战队2023年哨兵导航模块

作者: 顾昊

1. 简介

该模块为哨兵导航模块，负责进行3维点云至2.5D转换,激光里程计(LIO),重定位，路径规划，让哨兵在比赛场地内可以进行自身的定位与路径规划. 该分支为LIO分支.

2.项目结构

├── dll 重定位模块
├── FAST_LIO FAST-LIO激光里程计
├── grid_map grid_map库，用于生成2.5D高程地图
├── imu_tools IMU滤波库，用于提供位姿
├── LICENSE 协议
├── LIO-SAM LIO-SAM激光里程计
├── livox_ros_driver2 livox驱动
├── navigation2 nav2库，用于导航
├── octomap_mapping PCD转八叉树地图
├── pic 图像
└── README.md 文档

3.软件设计

导航部分软件大致可分为四块:

• Drivers: livox_ros_driver2, imu_tools，基本的设备驱动节点，图上未画出
• LIO: FAST-LIO,LIO-SAM,dll，负责进行LIO和重定位以确定机器人位置
• GridMap: grid_map,负责将点云转换为2.5D高程地图，供nav2导航使用
• Nav2: nav2，本仓库的核心，负责进行最终的导航

3.1 激光里程计

激光里程计部分我们提供了FAST-LIO和LIO-SAM的实现，使用者可以自行选择，我们经过测试总结了两种算法的特点一些特点，总结在下面对比供对比参考:

	FAST-LIO	LIO-SAM
IMU	对陀螺仪数据质量要求相对较低	预积分基于gtsam库实现，对陀螺仪数据质量要求高，可能会出现IMU积分数值不稳定程序崩溃的危险
回环检测	无	有，但退化场景下不推荐使用，存在飘飞可能
算力需求	相对较低	相对较高

总的来说，如果需要使用LIO-SAM,务必确保陀螺仪数据质量得到保证.

Mid360开机后振动大，对陀螺仪数据有较大影响(约为25hz正弦波，幅值±0.3m/s^2，可能是内部机械结构旋转所致).可适当进行数据处理或者使用外接陀螺仪以提高定位精度.