Millimeter-wave radar provides robust perception in visually degraded environments. However, radar-inertial state estimation is inherently susceptible to drift. Because radar yields only sparse, body-frame velocity measurements, it provides weak constraints on absolute orientation. Consequently, IMU biases remain poorly observable over the short time horizons typical of sliding-window filters. To address this fundamental observability challenge, we propose a tightly coupled, hierarchical radar-inertial factor graph framework. Our architecture decouples the estimation problem into a high-rate resetting graph and a persistent global graph. The resetting graph fuses IMU preintegration, radar velocities, and adaptive Zero-Velocity Updates (ZUPT) to generate the smooth, low-latency odometry required for real-time control. Concurrently, the persistent graph is a full-state factor graph maintaining the complete information of poses, velocities, and biases by fusing inertial data with keyframe-based geometric mapping and loop closures. Leveraging Incremental Smoothing and Mapping, the persistent graph can operate without explicit marginalization of variables, preserving their information while ensuring long-term bias observability. The cornerstone of our approach is a probabilistic tight-coupling mechanism: fully observable, optimized biases and their exact covariances are continuously injected from the persistent graph into the resetting graph's prior, effectively anchoring the high-rate estimator against integration drift. Extensive evaluations demonstrate our system achieves high accuracy with drift-reduced estimation at 27x real-time execution speeds. We release the implementation code and datasets upon the acceptance of the paper.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
45+阅读 · 2021年2月8日
自动驾驶毫米波雷达物体检测技术-算法
CVer
14+阅读 · 2020年5月10日
【泡泡图灵智库】Detect-SLAM:目标检测和SLAM相互收益
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月28日
导弹集群智能突防技术的新发展
无人机
15+阅读 · 2018年11月28日
H-Nets:让CNN的旋转等变性更加稳定
论智
12+阅读 · 2018年4月18日
基于几何特征的激光雷达地面点云分割
泡泡机器人SLAM
15+阅读 · 2018年4月1日
雷达海面目标识别技术研究进展
科技导报
21+阅读 · 2017年11月13日
国家自然科学基金
14+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
45+阅读 · 2021年2月8日
相关资讯
自动驾驶毫米波雷达物体检测技术-算法
CVer
14+阅读 · 2020年5月10日
【泡泡图灵智库】Detect-SLAM:目标检测和SLAM相互收益
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月28日
导弹集群智能突防技术的新发展
无人机
15+阅读 · 2018年11月28日
H-Nets:让CNN的旋转等变性更加稳定
论智
12+阅读 · 2018年4月18日
基于几何特征的激光雷达地面点云分割
泡泡机器人SLAM
15+阅读 · 2018年4月1日
雷达海面目标识别技术研究进展
科技导报
21+阅读 · 2017年11月13日
相关基金
国家自然科学基金
14+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
10+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员