LOAM代码笔记（一）

LOAM主要由四个节点组成，分别为：

multiScanRegistration、laserOdometry、laserMapping和transformMaintenance。

其中，核心算法封装在BasicScanRegistration、BasicLaserOdomotry、BasicLaserMapping和BasicTransformMaintenance中，这几个类的实现不涉及ROS的函数，为loam移植到其他平台提供了方便。

按照数据流的顺序，我们来一步一步分析loam的算法。首先是multiScanRegistraition。

multiScanRegistration

设置节点的主程序位于multi_scan_registration_node.cpp中，代码十分简洁，只有20行，事实上，四个节点的主程序部分都是20行，非常工整。

multi_scan_registration_node.cpp：

#include <ros/ros.h>
#include "loam_velodyne/MultiScanRegistration.h"


/** Main node entry point. */
int main(int argc, char **argv)
{
  ros::init(argc, argv, "scanRegistration");
  ros::NodeHandle node;
  ros::NodeHandle privateNode("~");

  loam::MultiScanRegistration multiScan;

  if (multiScan.setup(node, privateNode)) {
    // initialization successful
    ros::spin();
  }

  return 0;
}

点云注册的算法被封装在了MultiScanRegistration类中，他的继承关系为：

BasicLaserRegistration ———> ScanRegistraition ——>MultiScanRegistraion

ScanRegistration在父类的基础上增加了读取节点参数、发布/订阅消息的函数。MultiScanRegistraion在父类的基础上增加了对点云数据的预处理。

loam支持16线、32线和64线的激光雷达，默认参数为16线，可以对MultiScanMapper进行修改来切换不同的激光雷达模式。

MultiScanRegistration算法流程：

（1）预处理：读取点云后，先计算激光雷达的起始角度和终止角度，这里有一点需要注意一下，激光雷达一个扫描周期扫过的角度不一定刚好是360度。起始角为一帧点云数据中第一个点的水平角，终止角为最后一个点的水平角。去除点云中的极小值（坐标接近于0），对点云的坐标顺序进行调整，将坐标系改成：向左—x轴，向上—y轴，向前—z轴，根据垂直角计算每个点在第几条扫描线上（scanID），然后根据数据点的水平角计算该点在一个扫描周期中的相对时间，公式为：
R e l a t i v e T i m e = S c a n P e r i o d × H o r