IMU预积分技术最早由T Lupton于12年提出[1],C Forster于15年[2][3][4]将其进一步拓展到李代数上,形成了一套优雅的理论体系.Forster将IMU预积分在开源因子图优化库GTSAM中进行了实现,并完成了和其另一大作SVO的组合.这套理论目前已经被广泛的应用在基于Bundle Adjustment优化框架的Visual Inertial Odometry中.其中包括VI-ORBSLAM,港科大VINS,浙大ICE-BA等. 本报告对Foster的paper[3][4]

给 StereoDSO 加 IMU,想直接用 OKVIS 的代码,但是有点看不懂.知乎上郑帆写的文章<四元数矩阵与 so(3) 左右雅可比>提到 OKVIS 的预积分是使用四元数,而预积分论文中使用 so(3) 的右雅克比.才疏学浅,先整理好 so(3) 的预积分,写好 StereoDSO 加上 IMU,再考虑其他的东西. 以下的内容参考预积分的的论文,还有它的 Supplementary Material.预积分的论文中有一些 typo 所以看上去还是比较迷的,参考网络上多份预积分论文的 p

IMU的数据频率一般远高于视觉,在视觉两帧k,k+1之间通常会有>10组IMU数据.IMU的数据通过积分,可以获取当前位姿(p位置,q四元数表达的姿态).瞬时速度等参数. 在VIO中,如果参考世界坐标系对IMU进行积分,积分项中包含相对于世界坐标系的瞬时旋转矩阵,这样有几个问题: 1. 相对世界坐标系的旋转矩阵有drift,如果一直以其为基准进行积分,必然造成积分误差累积: 2. 在进行优化位姿调整时(通常是调整视觉KeyFrame的pose),相对于世界坐标系的pose会变化,因而优化后的瞬时

相机IMU融合四部曲(三):MSF详细解读与使用 极品巧克力 前言 通过前两篇文章,<D-LG-EKF详细解读>和<误差状态四元数详细解读>,已经把相机和IMU融合的理论全部都推导一遍了.而且<误差状态四元数>还对实际操作中的可能遇到的一些情况,进行指导. 这些理论都已经比较完整了,那么,该如何在实际当中操作呢?该如何用到实际产品中呢?误差状态四元数,是有开源的程序的,但是它是集成在rtslam( https://www.openrobots.org/wiki/rtsl

IMU姿态惯性推导 最近从事行人惯性导航的研究,本人也是一个小白,其中看了很多文献,有很多个人思考很费时间的地方,撰写此随笔的目的不仅是给自己做一个笔记,也是给各位有需要的仁兄一点个人理解. 本文只关于使用IMU传感器为主的行人导航算法. 本文为一篇行人惯性导航的入门,主要针对其中重要的涉及的知识点之间的解释.串联,包括航向更新.速度更新.位置更新.坐标变换原理即代码,不深究其推导.要是有什么讲得不对的地方,请给予指正,谢谢. 引言 以IMU为主,其他传感器(多为磁力计.高度计.气压计.压力传感

下面使用SYD Dynamics的9轴AHRS(Attitude and heading reference system),来发布sensor_msgs/Imu类型的消息. 将传感器用USB转串口接到Ubuntu系统上,可以用如下命令查看串口信息: ls -l /dev/tty* 查询出串口名为“/dev/ttyUSB0”.根据官方给的传感器程序源文件和boost::asio库来实现串口发送request指令,并读取传感器返回的四元数信息.之后将其发送到/IMU_data的话题上: // St

1. 研究背景及相关工作 1)研究背景 单目视觉惯性slam是一种旨在跟踪移动平台的增量运动并使用来自单个车载摄像头和imu传感器的测量结果同时构建周围环境地图的技术.视觉相机和惯性测量单元(imu)是slam技术的理想选择,因为这两种传感器模式尺寸小,价格便宜,功耗低,并且可以相互补充.视觉传感器在大多数纹理丰富的场景中效果很好,但是如果遇到玻璃,白墙等特征较少的场景,基本上无法工作:imu长时间使用有很大的累计误差,但在短时间内,其相对位移数据又有很高的精度.所以视觉传感器失效时,融合imu

Bones Hierarchy 骨骼层次结构从SpineBase作为根节点开始,一直延伸到肢体末端(头.指尖.脚): 层级结构如下图所示: 通过IBody::GetJointOrientations函数可以获取到关节的姿态: HRESULT = pBody -> GetJointOrientations(_countof(joints), jointOrientations); 关节姿态是一个结构体,其中包含了代表姿态的四元数部分: typedef struct _JointOrientatio

单目摄像头检测6D姿态 CVPR2019: ROI-10D: Monocular Lifting of 2D Detection to 6D Pose and Metric Shape 论文链接: https://arxiv.org/pdf/1812.02781.pdf 摘要 本文提出了一种端到端单目三维目标检测和度量形状检索的深度学习方法,将二维检测.定位和尺度估计提升到三维空间,提出了一种新的损失公式.三维实例化不需要单独优化这些数量,而是允许正确测量框的度量偏差.实验表明,本文提出的稀疏二

VINS-mono详细解读 极品巧克力 前言 Vins-mono是香港科技大学开源的一个VIO算法,https://github.com/HKUST-Aerial-Robotics/VINS-Mono,是用紧耦合方法实现的,通过单目+IMU恢复出尺度,效果非常棒. 感谢他们开源,我从中学到了非常多的知识.源码总共有15000多行,我在通读完程序之后,结合参考文献,把程序背后的算法理论都推导了一遍,总结成了本文,与各位分享. 本文目标读者:对vins-mono有一定了解的SLAM算法工程师.由于程

IMU模型和运动积分 $R_{\tiny{WB}} \left( t +\Delta{t} \right) = R_{\tiny{WB}} \left( t \right) Exp\left( \int_{t} ^{t+\Delta{t}} {}_{\tiny{B}} \omega_{\tiny{WB}} \left( \tau \right) d\tau   \right)$ ${}_{\tiny{W}}V \left(t+\Delta{t} \right) = {}_{\tiny{W}}V\

VSLAM研究了几十年,新的东西不是很多,三维重建的VSLAM方法可以用一篇文章总结一下. 此文是一个好的视觉SLAM综述,对视觉SLAM总结比较全面,是SLAM那本书的很好的补充.介绍了基于滤波器的方法.基于前后端的方法.且介绍了几个SensorFusion方法,总结比较全面.并且文中给出了代码的下载链接,比较方便. 原文链接:Visual SLAM算法笔记 摘抄部分,如有不适,请联系删除或者移步原文链接 一.Visual-Inertial Odometry算法笔记 名字缩写太多,我有点凌乱了

本文使用的方法不是从内部修改ORBSLAM2源码以获取稠密点云,而是先从ZED2 sdk获取以摄像头坐标系为描述的三维点云/作为点云地图的一个子集,然后融合IMU与ORB_SLAM2进行实时定位,通过点云滤波,点云融合建图.   以上是在室内实验的demo,由于是纯双目,没有深度传感器,在白墙和地板上有些失真,下次等移动平台到了我会去室外实验.   一.获取实时坐标和点云图   使用ORBSLAM2获取当前姿态,同时ZED2 利用其IMU数据对速度加速度积分得出另一个姿态,考虑到ORBSLAM2

介绍 提出了一个低代价双目视觉惯导定位系统,实现了基于多状态约束下的卡尔曼滤波器(MSCKF)VIO,采用了先验雷达地图.除了稀疏的视觉特征,雷达地图与半稠密的点云也通过紧耦合的MSCKF进行更新,进而可以纠正漂移.点云和视觉之间的跨模态限制对VIO系统有改善作用. 总之就是提出了VIO状态估计器,其中点云地图提供了先验,考虑到计算效率,采用MSCKF,实现在线定位,仅仅维护一个固定大小的窗口,优化IMU位姿,窗口中不保留特征.同时生成半稠密地图,产生视觉点云,该点云能在雷达地图中进行配准,结果

robot_pose_ekf是ROS Navigation stack中的一个包,通过扩展卡尔曼滤波器对imu.里程计odom.视觉里程计vo的数据进行融合,来估计平面移动机器人的真实位置姿态,输出odom_combined消息.robot_pose_ekf只适用于平面上的轮式移动机器人,因此odom信息中的z,pitch和roll分量可以被忽略.IMU可以提供车体坐标系相对于世界坐标系的姿态(RPY角),其中Roll和Pitch是绝对角度,因为有重力方向作为参考,而偏航角Yaw则是一个相对角度

参考:https://github.com/Razor-AHRS/razor-9dof-ahrs/wiki/Tutorial#sensor-calibration 链接中使用的硬件是SparkFun“9DOF Razor IMU”,本文使用的是GY-951,同样适用. 硬件连接方式: GY-951模块 + Mini FT232RL(USB转串口模块) 设置软件: 从https://github.com/Razor-AHRS/razor-9dof-ahrs/tree/master 中下载并解压Ra

3.4. Mappoints management and key frame process如果在步骤3.3中成功跟踪地图点,则缓存地图点以在下一帧中优先化.当完成当前帧的跟踪时,应该为下一帧更新帧运动速度和地图点.最后,决定当前帧是否应该作为关键帧产生,其标准指的是[11]. 如果框架作为关键帧生成,则会提取并匹配新的ORB要素,同时在此关键帧中保留成功跟踪的要素.ORB功能在关键帧中提取; 因此,当前关键帧姿势和mappoints通过本地映射线程中的描述符匹配和投影错误进一步优化.如果通过

视觉SLAM中的数学基础 第二篇 四元数 什么是四元数 相比欧拉角,四元数(Quaternion)则是一种紧凑.易于迭代.又不会出现奇异值的表示方法.它在程序中广为使用,例如ROS和几个著名的SLAM公开数据集.g2o等程序都使用四元数记录机器人的姿态.因此,理解四元数的含义与用法,对学习SLAM来说是必须的.本节我们就来讲讲四元数. 首先,请读者不要对四元数有什么神秘的感觉.四元数仅是3D姿态的一种表达方式,我们用一个单位四元数表达原本用旋转矩阵表示的三维旋转.这样做一个直接的好处是省空间.一

本文为IMU预积分总结与公式推导系列技术报告的第二篇. 承接第一篇的内容,本篇将推导IMU预积分的测量值,并分析其测量误差的分布形式. 传统捷联惯性导航的递推算法,以初始状态为基础,利用IMU测量得到的比力和角速度信息进行积分运算,实时更新载体的位姿及速度等状态,回顾上一篇给出的运动模型,如果已知k时刻的载体状态Rk.vk和pk,则利用IMU测量值可以直接递推得到k+1时刻的载体状态,根据这种思路,如果知道上一帧图像采样时刻载体的位姿和速度,则可以递推得到当前帧的位姿和速度.需要注意的是,传统的

首先通过vins_estimator mode监听几个Topic(频率2000Hz),将imu数据,feature数据,raw_image数据(用于回环检测)通过各自的回调函数封装起来 ros::Subscriber sub_imu = n.subscribe(IMU_TOPIC, , imu_callback, ros::TransportHints().tcpNoDelay()); ros::Subscriber sub_image = n.subscribe(, feature_callb