Graph-based SLAM

本文探讨了图优化在SLAM(Simultaneous Localization and Mapping)中的关键作用,将SLAM问题分解为构建图与优化图两部分,即前端与后端。前端负责根据传感器信息构建机器人位姿图,后端则通过优化调整位姿,以满足图中边的约束条件。

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图优化是什么?

图是由节点和边构成,SLAM问题怎么构成图呢?在Graph-based SLAM中,机器人的位姿是一个节点(node)或顶点(vertex),位姿之间的关系构成边(edge)。具体而言比如 t+1 时刻和 t 时刻之间的 odometry关系 构成边,或者由视觉计算出来的 位姿转换矩阵 也可以构成边。一旦图构建完成了,就要调整机器人的位姿去尽量满足这些边构成的约束。
  所以图优化SLAM问题能够分解成两个任务:
  1. 构建图,机器人位姿当做顶点,位姿间关系当做边,这一步常常被称为前端(Front-end),往往是传感器信息的堆积。
  2. 优化图,调整机器人位姿顶点尽量满足边的约束,这一步称为后端(Back-end)。
  3. 一个帮助理解的例子:

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