This paper presents a fast lidar-inertial odometry (LIO) that is robust to aggressive motion. To achieve robust tracking in aggressive motion scenes, we exploit the continuous scanning property of lidar to adaptively divide the full scan into multiple partial scans (named sub-frames) according to the motion intensity. And to avoid the degradation of sub-frames resulting from insufficient constraints, we propose a robust state estimation method based on a tightly-coupled iterated error state Kalman smoother (ESKS) framework. Furthermore, we propose a robocentric voxel map (RC-Vox) to improve the system's efficiency. The RC-Vox allows efficient maintenance of map points and k nearest neighbor (k-NN) queries by mapping local map points into a fixed-size, two-layer 3D array structure. Extensive experiments are conducted on 27 sequences from 4 public datasets and our own dataset. The results show that our system can achieve stable tracking in aggressive motion scenes (angular velocity up to 21.8 rad/s) that cannot be handled by other state-of-the-art methods, while our system can achieve competitive performance with these methods in general scenes. Furthermore, thanks to the RC-Vox, our system is much faster than the most efficient LIO system currently published.


翻译:本文提出一种对剧烈运动具有鲁棒性的快速激光雷达惯性里程计(LIO)。为在剧烈运动场景中实现鲁棒跟踪,我们利用激光雷达的连续扫描特性,根据运动强度将完整扫描自适应划分为多个局部扫描(称为子帧)。为避免子帧因约束不足导致退化,我们提出一种基于紧耦合迭代误差状态卡尔曼平滑器(ESKS)框架的鲁棒状态估计方法。此外,我们提出机器人中心体素地图(RC-Vox)以提升系统效率。RC-Vox通过将局部地图点映射至固定大小的双层三维数组结构,实现对地图点的高效维护与k近邻(k-NN)查询。我们在4个公开数据集的27个序列及自制数据集上进行了广泛实验。结果表明:在角速度高达21.8 rad/s的剧烈运动场景中(其他先进方法无法处理),本系统可实现稳定跟踪;同时在常规场景下,本系统性能与这些方法相当。此外,得益于RC-Vox,本系统速度显著优于目前已发表的最高效LIO系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
124+阅读 · 2020年9月8日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
105+阅读 · 2019年10月9日
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Arxiv
14+阅读 · 2021年3月10日
VIP会员
最新内容
《通过小型无人机系统将情报能力“作战化”》
消耗优势:美军的“精确规模化”概念
专知会员服务
8+阅读 · 6月15日
《离线语言支持系统:面向空战战术决策》
专知会员服务
10+阅读 · 6月15日
相关资讯
征稿 | International Joint Conference on Knowledge Graphs (IJCKG)
开放知识图谱
2+阅读 · 2022年5月20日
【泡泡汇总】CVPR2019 SLAM Paperlist
泡泡机器人SLAM
14+阅读 · 2019年6月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
相关基金
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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员