55、迭代对齐里程计轨迹以识别路径及RGB - D图像视觉里程计评估

迭代对齐里程计轨迹以识别路径及RGB - D图像视觉里程计评估

1. 相关工作

先前的研究尝试通过仔细校准来改进里程计。虽然短距离定位可行，但里程计最终会受到航位推算误差的影响，需要进行校正以修正累积误差。在早期工作中，使用已知地图的墙壁来校正手机的航位推算误差。通过粒子滤波器对可达路径空间进行采样，利用里程计测量值更新粒子的运动，由于里程计存在噪声，会在运动更新中加入不确定性，已知地图的墙壁有助于约束粒子的不确定性。不过，本文方法不试图恢复所经过的确切位置，而是专注于走廊交叉口的高层决策，以确保识别出更稳健的全局路径，且不需要精确的传感器模型。

还有一些工作尝试从各种传感器自动收集环境中的独特特征，如Wi - Fi信号以及包括磁特征在内的不同传感器组合。里程计的独特之处在于它能捕捉高分辨率的运动变化，这是独特特征无法做到的，未来有机会将这些独特特征的位置估计与里程计的运动轨迹相结合。

本文算法借鉴了GPS地图匹配的许多技术，着重利用基本的几何和拓扑地图匹配技术，因为里程计擅长捕捉所经过路径的相对形状。虽然距离度量适用于全局GPS测量，但需要进行一些修改，以使这些地图匹配技术对相对传感器更稳健。本文方法通过测量轨迹形状的相似性，为里程计做出更好的对齐决策。

2. 定义

考虑在笛卡尔地图中进行二维路径识别，假设里程计传感器数据在同一平面上采集，且设备直接朝目的地移动。相关定义如下：
- 里程计更新 $u$ 由自上次更新以来的向前运动变化和旋转变化组成，即 $u = {dm, dr}$。
- 轨迹 $T$ 是一系列里程计更新，$T = {u_1, u_2, u_3, …}$。
- 位姿 $p$ 是给定地图上的位