vSLAM中IMU预积分的作用--以惯性导航的角度分析

2023-11-07 20:15

本文主要是介绍vSLAM中IMU预积分的作用--以惯性导航的角度分析,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

作为一个学过一点惯导的工程师,在初次接触视觉slam方向时,最感兴趣的就是IMU预积分了。但为什么要用这个预积分,在看了很多材料和书后,还是感觉模模糊糊,云里雾里。
在接触了vSLAM的更多内容后,站在历史研究者的角度去分析,得到了一个更为清晰的作用分析。
首先,需要明确IMU与相机这两种传感器的互补作用,这是为什么要用IMU的原因。直接贴出程博书中的内容,总结的比较全面了。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
总之,就是相机成像的缺点可以由IMU来解决,IMU可以起到很好的辅助作用。此外,IMU漂移的缺点,也会被相机抑制。二者优势互补,劣势互容,相机+IMU进行组合使用,可以得到比单独一种传感器更好的位姿估计。

其次,需要考虑如何使用IMU数据。
对于该问题,程博在书中提到了两种思路,分别为松耦合和紧耦合。
在这里插入图片描述
在上面的松耦合方案中,用KF实现的话,就是二者位姿作差,送到KF中进行更新,相当于ins/gps的松耦合方案。对于优化思路的话,二者位姿作差,最小化该残差模值的和即可。这样做的话,用起来就是单帧更新,两图像帧之间的约束就无法纳入到考虑中,也就是图上所说的割裂了状态估计的联系。这是一种较低层次的融合。说起来,这种方法感觉更像是以相机辅助IMU。

紧耦合方案的话,滤波方向可以看看MSCKF等方案。但对于优化方向,以VINS为例,可以将两个关键帧之间的IMU积分,积分所得的"广义位速姿bias增量”作为图优化的“边”,从而限制两个关键帧之间位速姿bias的变化量。真正执行时,优化迭代过程中,两个关键帧的位姿进行广义减法可以得到"广义位速姿bias增量”的估计值,而IMU积分得到“广义位速姿bias增量”的测量值,由二者相减可得残差项。在这里插入图片描述
注意上图中,IMU积分认为bias一阶导为0(只剩下高斯白噪声),积分就不必了,增量默认就是0了。所以相减的话,也只有优化得到的bias增量剩下了。

预积分的“预”字含义就是,在优化的多次迭代过程中,两关键帧间的IMU积分(所得的广义位姿增量)是基本不变的,可以预先积分好直接在整个优化过程中去用。即便bias变化,还有相应的一阶雅克比近似去更新预积分,除非bias变化较大,那就需要对(两关键帧间)每个IMU都积分一遍才能得到相应的位速姿变化量了。

这篇关于vSLAM中IMU预积分的作用--以惯性导航的角度分析的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/366029

相关文章

Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析

《Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析》:本文主要介绍Java程序进程起来了但是不打印日志的原因分析,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不吝赐教... 目录Java程序进程起来了但是不打印日志的原因1、日志配置问题2、日志文件权限问题3、日志文件路径问题4、程序

Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析

《Java字符串操作技巧之语法、示例与应用场景分析》在Java算法题和日常开发中,字符串处理是必备的核心技能,本文全面梳理Java中字符串的常用操作语法,结合代码示例、应用场景和避坑指南,可快速掌握字... 目录引言1. 基础操作1.1 创建字符串1.2 获取长度1.3 访问字符2. 字符串处理2.1 子字

Python 迭代器和生成器概念及场景分析

《Python迭代器和生成器概念及场景分析》yield是Python中实现惰性计算和协程的核心工具,结合send()、throw()、close()等方法,能够构建高效、灵活的数据流和控制流模型,这... 目录迭代器的介绍自定义迭代器省略的迭代器生产器的介绍yield的普通用法yield的高级用法yidle

Spring Boot项目部署命令java -jar的各种参数及作用详解

《SpringBoot项目部署命令java-jar的各种参数及作用详解》:本文主要介绍SpringBoot项目部署命令java-jar的各种参数及作用的相关资料,包括设置内存大小、垃圾回收... 目录前言一、基础命令结构二、常见的 Java 命令参数1. 设置内存大小2. 配置垃圾回收器3. 配置线程栈大小

C++ Sort函数使用场景分析

《C++Sort函数使用场景分析》sort函数是algorithm库下的一个函数,sort函数是不稳定的,即大小相同的元素在排序后相对顺序可能发生改变,如果某些场景需要保持相同元素间的相对顺序,可使... 目录C++ Sort函数详解一、sort函数调用的两种方式二、sort函数使用场景三、sort函数排序

kotlin中const 和val的区别及使用场景分析

《kotlin中const和val的区别及使用场景分析》在Kotlin中,const和val都是用来声明常量的,但它们的使用场景和功能有所不同,下面给大家介绍kotlin中const和val的区别,... 目录kotlin中const 和val的区别1. val:2. const:二 代码示例1 Java

Java编译生成多个.class文件的原理和作用

《Java编译生成多个.class文件的原理和作用》作为一名经验丰富的开发者,在Java项目中执行编译后,可能会发现一个.java源文件有时会产生多个.class文件,从技术实现层面详细剖析这一现象... 目录一、内部类机制与.class文件生成成员内部类(常规内部类)局部内部类(方法内部类)匿名内部类二、

Go标准库常见错误分析和解决办法

《Go标准库常见错误分析和解决办法》Go语言的标准库为开发者提供了丰富且高效的工具,涵盖了从网络编程到文件操作等各个方面,然而,标准库虽好,使用不当却可能适得其反,正所谓工欲善其事,必先利其器,本文将... 目录1. 使用了错误的time.Duration2. time.After导致的内存泄漏3. jsO

Spring事务中@Transactional注解不生效的原因分析与解决

《Spring事务中@Transactional注解不生效的原因分析与解决》在Spring框架中,@Transactional注解是管理数据库事务的核心方式,本文将深入分析事务自调用的底层原理,解释为... 目录1. 引言2. 事务自调用问题重现2.1 示例代码2.2 问题现象3. 为什么事务自调用会失效3

找不到Anaconda prompt终端的原因分析及解决方案

《找不到Anacondaprompt终端的原因分析及解决方案》因为anaconda还没有初始化,在安装anaconda的过程中,有一行是否要添加anaconda到菜单目录中,由于没有勾选,导致没有菜... 目录问题原因问http://www.chinasem.cn题解决安装了 Anaconda 却找不到 An