激光運動畸變與運動補償

本文僅個人理解

1. 什么是激光運動畸變?
   要想理解什么是運動畸變,需要知道激光是如何輸出點雲的.
   機械3D激光上有一個發射器和一個接收器,發射一次激光和接收一次激光會得到點雲中的一個點.通過旋轉,就可以得到一幀連續的點雲.
   問題來了,如果激光靜止,則一幀產生的激光點是不會有任何變化的,也就是說在激光坐標系下,每一個點的坐標是固定的.但是!如果激光開始運動,則一幀中的第一個點和最后一個點之間的時間差正好是轉動\(360\)度的時間.輸出的點雲中,第一個點的坐標還是在運動剛開始時候的坐標.而在旋轉\(360\)度的時間間隔后,該坐標已經變化了,因為激光運動了.
   舉個例子:
   在運動的汽車上,比如說速度為10m/s,直行, 無旋轉運動.激光掃描頻率為\(10hz\), 也就是一幀\(0.1\)秒,雷達在這0.1秒內實現了約360度的旋轉.那么\(0°\)和\(360°\)的激光點, 分別是在時刻\(0\)秒和時刻\(0.1\)秒掃描的.而第\(0\)秒和\(0.1\)秒,載具移動了\(10\)米/秒*\(0.1\)秒=\(1\)米.
   激光返回的點雲中的點, 描述的是激光雷達坐標系下的坐標,假設\(0\)秒時,激光雷達掃描得到載具正前方一百米處的一個點A, 記下其在雷達坐標系下的坐標為\((100, 0, 0)\), 掃描完了一圈, 激光雷達輸出一幀點雲, 時間戳為\(0.1\)秒.
   也就是說, 激光雷達在\(0.1\)秒時, 輸出點A的坐標為\((100,0,0)\),而實際, 在\(0.1\)秒時, 汽車已經前進了\(1\)米, 點A在\(0.1\)秒這個時刻激光坐標系的真實坐標應該是\((99, 0, 0)\).

2. 為什么會造成激光的運動畸變?
   簡單理解就是激光一幀中的點並不是同一時刻獲取的.

3. 如何解決運動畸變的問題?
   解決運動畸變需要進行對產生畸變的點進行運動補償.

4. 如何進行運動補償?
   參考LOAM中的運動補償方式!

reference:
LOAM細節分析