VINS学习笔记

Overview

这个系统从测量预处理开始。VIO;重定位;和姿态图优化这三个模块以多线程的方式同时运行。

符号约定

( ⋅ ) w (cdot)^w (⋅)w;世界坐标系。重力方向和世界坐标系的z轴平行。
( ⋅ ) b (cdot)^b (⋅)b: 物体坐标系。VINS定义该坐标系和IMU坐标系相同。
( ⋅ ) c (cdot)^c (⋅)c: 相机坐标系。
VINS同时使用旋转矩阵 R R R和四元数 q q q来表示旋转;在状态向量中主要使用四元数。
q b w q_b^w qbw​: body坐标系到世界坐标系的旋转。
p b w p_b^w pbw​: body坐标系到世界坐标系的平移。
b k b_k bk​: 拍摄第 k k k帧图像时的body坐标系。
c k c_k ck​: 拍摄第 k k k帧图像时的相机坐标系。
⊗ otimes ⊗: 两个四元数之间做乘法。
g w = [ 0 , 0 , g ] T g_w=[0,0,g]^T gw​=[0,0,g]T: 世界坐标系下的重力向量。
( ⋅ ) ^ hat{(cdot)} (⋅)^​: 表示带噪声的测量结果;或者对一个确定量的估计值。

Initialization

初始化过程提供所有必需值。包括姿态;速度;重力向量;偏差;3D特征位置。用来启动随后基于非线性优化的VIO。

Measurement PreProcessing

测量预处理模块负责特征的提取和跟踪;相邻两帧之间的IMU测量预积分。

Local Visual-intertial Odometry with Relocalization

该模块融合IMU预积分结果;特征观测;以及来自回环检测模块的重检测特征。

Global Pose Graph Optimization

执行全局优化;去除漂移。