16、视觉惯性导航系统与技术

视觉惯性导航系统与技术

1. LIDAR 与 INS 集成

1.1 LIDAR 扫描与地图构建

LIDAR 启动扫描后，数据会存储在子地图中，以形成扫描区域的地图。有多种方法可用于地图构建，但在惯性导航系统（INS）中，信息会通过惯性测量单元（IMU）等惯性参考进行补充。创建并存储的地图是导航过程的辅助，但仍需对来自惯性传感器的信息进行适当计算和处理，随后从地图构建过程中获取反馈。

1.2 LIDAR 与 INS 集成的计算方法

为了将 LIDAR 与 INS 集成，Su 等人提出以时间步长 i 的差值作为参考坐标。在下一个时间步长 j 中，根据 IMU 数据描述系统轨迹 $c_{ij}$。然后计算 $c_{ij}$ 的分量向量，同时考虑当前的俯仰和偏航变化，分别用 $d\theta$ 和 $d\phi$ 表示。对于地面车辆，$c$ 被视为地面粗糙度。轨迹的弦长为：
$l_{ij} = c_{ij} \cos (c \cdot d\phi)$ (40)
利用弦长 $l_{ij}$ 确定运动向量 $p_{ij}$，以获得时间步长 i 和 j 之间的变化：
$p_{ij} =
\begin{bmatrix}
c_{ij} \cos (c \cdot d\phi) \cos (d\theta) \cos (d\phi) \
c_{ij} \cos (c \cdot d\phi) \cos (d\theta) \sin (d\phi) \
-c_{ij} \cos (c \cdot d\phi) \sin (d\theta)
\end{bmatrix}
$ (41) </