V-SLAM综述:VINS-MONO(加入轮速计的解决)

VINS WITH ODOMETER


先把轮式里程计的数据转成local的2d线速度和角速度:


也就是,拿到车身的横摆角速度和车速,a是车辆的基线,应该就是轮距吧

首先,来证明一下加入这些观测,就会使得VINS系统可观

里程计提供了线速度的二维平面分量测量:


对于涉及到的状态的测量雅克比有以上关系

除了与相机观测值相对应的块行外,里程计测量值在可观测矩阵中提供了额外的块行(注意,能观性矩阵的行数就是观测方程数,现在多了一个传感器,肯定就多了几行阿)。由(37)和状态转移矩阵Φk,1的解析形式可以验证这些额外的块行具有如下结构:


当tk≥t0时,用Φ(k, i,j 1)表示状态转移矩阵Φk,1的第(i, j)个块元素。因为当且仅当加速度恒定时,尺度变得不可观测。因此,我们只需证明之前的那个不可观向量NS此时 MKNS不再等于0就行了


在这里,只要在里程计坐标系中表示的IMU坐标系的速度在x - y方向上不消失,即平台在水平面上有平移运动,那上面这个量就是非零的。在这种条件下,只要汽车不是永远静止不动,里程表的测量就会使尺度是可观测的,这在实践中是满足的。

证必


特别的,里程计的线速度测量室友绝对尺度信息的,所以其提高定位精度,不仅因为记录了额外的运动信息,还因为提供了在VINS尺度方向的关键信息

为了以一种稳健的方式处理有噪声的里程计数据,我们建议将它们集成,并将得到的2D位移估计值融合到3D VINS中,而不是使用(9)中的速度测量值。我们从推导测量模型开始,我们假设,在连续的里程表读数之间,运动是平面的。

因此,两个连续的里程计坐标系{Ok}和{Ok+1}之间的变换只涉及绕z轴旋转一个角度OkφOk+1:

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