前端匹配:ICP, PL-ICP, N-ICP, IMLS-ICP (to be continued)

前端匹配:ICP, PL-ICP, N-ICP, IMLS-ICP

PL-ICP

PL-ICP的目标函数实际上表示点到曲面距离,即点到直线距离。
ICP目标函数: min ⁡ q = ∑ i ∣ ∣ p i ⊕ q − ∏ ( S r e s , p i ⊕ q ) ∣ ∣ 2 \min\limits_{q}=\sum\limits_{i}||p_i\oplus q - \prod(S^{res},p_i\oplus q )||^2 qmin=ipiq(Sres,piq)2
      q = ( t , θ ) q = (t,\theta) q=(t,θ)
      p ⊕ ( t , θ ) ≜ R ( θ ) + t p\oplus (t,\theta) \triangleq R(\theta)+t p(t,θ)R(θ)+t

S r e f S^{ref} Sref表示参考激光帧生成的曲面

∏ ( S r e f , p i ) \prod(S^{ref},p_i) (Sref,pi)表示激光点 p i p_i pi在曲面上的投影

PL-ICP目标函数: min ⁡ q k + 1 = ∑ i ( n i T [ p i ⊕ q k + 1 − ∏ ( S r e s , p i ⊕ q k ) ] ) 2 \min\limits_{q_{k+1}}=\sum\limits_{i}(n_i^T[p_i\oplus q_{k+1} - \prod(S^{res},p_i\oplus q_k )])^2 qk+1min=i(niT[piqk+1(Sres,piqk)])2

N-ICP

替换ICP方法中的对应点匹配(point correspondences)方法。
充分利用实际曲面的特征来对错误的点匹配进行滤除,主要的特征为法向量和曲率。
误差项除了考虑对应点的欧式距离之外,同时还考虑对应点法向量的角度差。
p i p_i pi表示激光点的坐标
n i n_i ni表示对应的法向量
σ i \sigma_i σi表示对应的曲率
p i ~ = ( p i , n i ) T \tilde{p_i}=(p_i,n_i)^T pi~=(pi,ni)T表示拓展的点
T T T表示欧式变换的矩阵
⊕ \oplus 表示对于 p i ~ \tilde{p_i} pi~的操作符
T ⊕ p i ~ = ( R n i R p i + t ) T\oplus\tilde{p_i}=\left({}_{Rn_i}^{Rp_i+t}\right) Tpi~=(RniRpi+t)

误差函数的定义:
   e i j ( T ) = ( p i ~ − T ⊕ p j r ~ ) e_{ij}(T)=(\tilde{p_i}-T\oplus\tilde{p_j^r}) eij(T)=(pi~Tpjr~)
目标函数的定义:
  
to be continued!

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