lego-loam featureAssociation 源码注释(五)

上一次我们已经看完了特征提取,这次我们进入特征匹配的内容!!!

  /**
		2. Feature Association
        */
        if (!systemInitedLM) {
            checkSystemInitialization();
            return;
        }

        updateInitialGuess();

        updateTransformation();

        integrateTransformation();

        publishOdometry();

        publishCloudsLast(); // cloud to mapOptimization
    }

systemInitedLM = false; systemInitedLM的初始值为false。

 一、checkSystemInitialization()

 void checkSystemInitialization(){

        pcl::PointCloud<PointType>::Ptr laserCloudTemp = cornerPointsLessSharp;
        cornerPointsLessSharp = laserCloudCornerLast;
        laserCloudCornerLast = laserCloudTemp;

        laserCloudTemp = surfPointsLessFlat;
        surfPointsLessFlat = laserCloudSurfLast;
        laserCloudSurfLast = laserCloudTemp;

        kdtreeCornerLast->setInputCloud(laserCloudCornerLast);
        kdtreeSurfLast->setInputCloud(laserCloudSurfLast);
// 使用交换后的 laserCloudCornerLast 和 laserCloudSurfLast 更新两个KD树(kdtreeCornerLast 和 kdtreeSurfLast)的输入云数据。
// KD树是用于加速最近邻搜索的数据结构,这里可能用于后续的点云匹配和处理。

        laserCloudCornerLastNum = laserCloudCornerLast->points.size();
        laserCloudSurfLastNum = laserCloudSurfLast->points.size();

        sensor_msgs::PointCloud2 laserCloudCornerLast2;
        pcl::toROSMsg(*laserCloudCornerLast, laserCloudCornerLast2);
        laserCloudCornerLast2.header.stamp = cloudHeader.stamp;
        laserCloudCornerLast2.header.frame_id = "camera";
        pubLaserCloudCornerLast.publish(laserCloudCornerLast2);

        sensor_msgs::PointCloud2 laserCloudSurfLast2;
        pcl::toROSMsg(*laserCloudSurfLast, laserCloudSurfLast2);
        laserCloudSurfLast2.header.stamp = cloudHeader.stamp;
        laserCloudSurfLast2.header.frame_id = "camera";
        pubLaserCloudSurfLast.publish(laserCloudSurfLast2);

        transformSum[0] += imuPitchStart;
        transformSum[2] += imuRollStart;

        systemInitedLM = true;
    }

将cornerPointsLessSharp的值存入laserCloudCornerLast,并发布。

将surfPointsLessFlat的值存入laserCloudSurfLast,并发布。

transformSun[i]=0,原来初值为0。

更新transformSum的值,有个问题:为什么不更新transformSum【1】??

transformSum[0] += imuPitchStart;

transformSum[2] += imuRollStart;

将systemInitedLM设置为true1,然后进入到特征匹配。

二、updateInitialGuess()

 void updateInitialGuess(){

        imuPitchLast = imuPitchCur;
        imuYawLast = imuYawCur;
        imuRollLast = imuRollCur;

        imuShiftFromStartX = imuShiftFromStartXCur;
        imuShiftFromStartY = imuShiftFromStartYCur;
        imuShiftFromStartZ = imuShiftFromStartZCur;

        imuVeloFromStartX = imuVeloFromStartXCur;
        imuVeloFromStartY = imuVeloFromStartYCur;
        imuVeloFromStartZ = imuVeloFromStartZCur;

        if (imuAngularFromStartX != 0 || imuAngularFromStartY != 0 || imuAngularFromStartZ != 0){
            transformCur[0] = - imuAngularFromStartY;
            transformCur[1] = - imuAngularFromStartZ;
            transformCur[2] = - imuAngularFromStartX;
        }
        
        if (imuVeloFromStartX != 0 || imuVeloFromStartY != 0 || imuVeloFromStartZ != 0){
            transformCur[3] -= imuVeloFromStartX * scanPeriod;
            transformCur[4] -= imuVeloFromStartY * scanPeriod;
            transformCur[5] -= imuVeloFromStartZ * scanPeriod;
           //extern const float scanPeriod = 0.1;
        }
    }

更新imu的值,imuPitchCur、imuYawCur、imuRollCur等值都是在adjustDistortion()函数中,通过插值得到的。

注意这里坐标轴的变换与对应:

transformCur[0] = - imuAngularFromStartY;
transformCur[1] = - imuAngularFromStartZ;
transformCur[2] = - imuAngularFromStartX;

这里的imuAngularFromStartYimuVeloFromStartX都是累积值,但是累积的方式很简单,很粗糙:

imuShiftX[imuPointerLast] = imuShiftX[imuPointerBack] + imuVeloX[imuPointerBack] * timeDiff + accX * timeDiff * timeDiff / 2;
imuShiftY[imuPointerLast] = imuShiftY[imuPointerBack] + imuVeloY[imuPointerBack] * timeDiff + accY * timeDiff * timeDiff / 2;
imuShiftZ[imuPointerLast] = imuShiftZ[imuPointerBack] + imuVeloZ[imuPointerBack] * timeDiff + accZ * timeDiff * timeDiff / 2;
imuVeloX[imuPointerLast] = imuVeloX[imuPointerBack] + accX * timeDiff;
imuVeloY[imuPointerLast] = imuVeloY[imuPointerBack] + accY * timeDiff;
imuVeloZ[imuPointerLast] = imuVeloZ[imuPointerBack] + accZ * timeDiff;

imuAngularRotationX[imuPointerLast] = imuAngularRotationX[imuPointerBack] + imuAngularVeloX[imuPointerBack] * timeDiff;
imuAngularRotationY[imuPointerLast] = imuAngularRotationY[imuPointerBack] + imuAngularVeloY[imuPointerBack] * timeDiff;
imuAngularRotationZ[imuPointerLast] = imuAngularRotationZ[imuPointerBack] + imuAngularVeloZ[imuPointerBack] * timeDiff;

三、更新变换矩阵

updateTransformation()

void updateTransformation(){

        if (laserCloudCornerLastNum < 10 || laserCloudSurfLastNum < 100)
            return;

        for (int iterCount1 = 0; iterCount1 < 25; iterCount1++) {
            laserCloudOri->clear();
            coeffSel->clear();

            findCorrespondingSurfFeatures(iterCount1);

            if (laserCloudOri->points.size() < 10)
                continue;
            if (calculateTransformationSurf(iterCount1) == false)
                break;
        }

        for (int iterCount2 = 0; iterCount2 < 25; iterCount2++) {

            laserCloudOri->clear();
            coeffSel->clear();

            findCorrespondingCornerFeatures(iterCount2);

            if (laserCloudOri->points.size() < 10)
                continue;
            if (calculateTransformat
### LOAM简介 LOAM (LiDAR Odometry and Mapping) 是一种基于激光雷达的同时定位与地图构建算法[^1]。该算法通过处理来自激光雷达传感器的数据来估计设备自身的运动轨迹并创建周围环境的地图。 ### 功能解释 LOAM 的主要功能分为两部分:里程计(Odometry)和建图(Mapping)。里程计负责实时计算传感器相对于初始位置的姿态变化;而建图则利用这些姿态信息以及原始点云数据生成三维环境模型[^2]。 ### 主要组成部分 - **前端匹配**:此阶段会从连续帧之间寻找特征点,并尝试找到它们之间的对应关系,从而初步估算位姿变换。 - **后端优化**:对前端得到的结果进一步精炼,在全局坐标系下调整各个时刻的位置以提高精度。 - **回环检测**:当机器人再次访问之前到过的区域时能够识别出来,并修正累积误差带来的偏差。 ### 使用方法 为了使用LOAM,通常需要准备如下: 1. 安装ROS(Robot Operating System),因为大多数实现版本都是基于这个框架开发的; 2. 获取支持的硬件设备如Velodyne VLP-16 或者其他类型的3D LiDAR扫描仪; 3. 配置好驱动程序以便能正常接收Lidar数据流; 4. 下载开源项目源码并编译安装; 5. 调整参数文件中的设置项以适应具体应用场景需求。 ```bash git clone https://github.com/RobustFieldAutonomyLab/LeGO-LOAM.git cd LeGO-LOAM && catkin_make source devel/setup.bash roslaunch lego_loam run.launch ``` 上述命令展示了如何克隆仓库、编译代码及启动节点运行LOAM实例[^3]。
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