小學生入門激光SLAM<二>、2.1-前端點雲幀間匹配


      幀間匹配算法

  • 1、ICP匹配方法(略)
  • 2、PL-ICP匹配方法
  • 3、基於優化的匹配方法(catergtapher、Hecterslam)
  • 4、相關匹配方法及分支定界加速(CSM,感覺了解下就行了)

1、ICP匹配方法(略)

  有關ICP的詳細證明,參考《視覺SLAM十四講》,書中沒有證明的部分,我放到下面:

 

 

上面的數學可以再查下,暫時沒看透徹

  ICP算法是EM算法的一個特例,可以參考上一節:https://www.cnblogs.com/winslam/p/14892583.html

  EM算法是一種求解非線性MLE的一種工具。

2、PL-ICP匹配方法

  ICP是針對points to point,PL-ICP顯然是points to line的算法。

  例如:現在有兩幀點雲(參考幀點:Pj1、Pj2,當前幀點:Pi),ICP依據距離最近,認為 Pj2點和 Pi 匹配上了,但是由於機器人的運動,在空間中,Pj 點和 Pi 點並不嚴格對應目標物體上同一個點,所以還是會引入誤差。

  PL-ICP匹配策略不同,它是:依據點到線距離最近,例如:Pi點到 直線 Pj1-Pj2距離最短(當然直線的兩個端點是依據距離最近得到),那么這種關系被視為最佳匹配。

  如下是PL-ICP點雲配准目標函數,下面對標注的變量進行解釋:

  • 1、表示如下右圖直線Pj2-Pj1的單位法向量;
  • 2、表示向量Pi-Pj1(1與2之間其實是點積,公式中沒寫全,顯然是求的是點Pi到直線Pj2-Pj1的距離,在RANSAC空間直線擬合的項目中用過的);
  • 3、表示將Pi點從當前幀轉到參考幀(qk+1表示位姿咯),當成如下右圖Pi點
  • 4、參考幀點,當成如下右圖Pj1點

 

   下面給出兩種算法的區別,其實除了目標函數,其余沒有區別。PL-ICP收斂更快。

 


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