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#論文#開源代碼# ?Picking Up Speed: Continuous-Time Lidar-Only Odometry using Doppler Velocity Measurements

論文地址：https://arxiv.org/abs/2209.03304

作者單位：多倫多大學(xué)

開源代碼：https://github.com/utiasASRL/steam_icp

調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)激光雷達(dá)是一種新興的技術(shù)，它還可以通過多普勒效應(yīng)實(shí)現(xiàn)每次返回瞬時(shí)相對徑向速度的測量。我們提出了第一個(gè)連續(xù)時(shí)間激光雷達(dá)的里程計(jì)算法，使用這些多普勒速度測量來自FMCW激光雷達(dá)，以幫助幾何退化環(huán)境中的里程計(jì)。我們應(yīng)用現(xiàn)有的連續(xù)時(shí)間框架，使用高斯過程回歸有效地估計(jì)車輛軌跡，以補(bǔ)償由于任何機(jī)械驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)(FMCW和非FMCW)掃描時(shí)移動(dòng)的性質(zhì)引起的運(yùn)動(dòng)失真。我們在幾個(gè)真實(shí)世界的數(shù)據(jù)集上評估了我們提出的算法，包括公開可用的數(shù)據(jù)集和我們收集的數(shù)據(jù)集。我們的算法優(yōu)于現(xiàn)有唯一使用多普勒速度測量的方法，我們研究了困難的條件，其中包括這些額外的信息極大地提高了性能。此外，我們還展示了在名義條件下使用和不使用多普勒速度測量的激光雷達(dá)里程計(jì)的最先進(jìn)性能。?

我們通過將多普勒速度測量納入連續(xù)時(shí)間估計(jì)框架，改進(jìn)了現(xiàn)有的工作。連續(xù)時(shí)間估計(jì)允許每個(gè)測量與其實(shí)際采集時(shí)間相關(guān)聯(lián)，避免了由于機(jī)械驅(qū)動(dòng)激光雷達(dá)運(yùn)動(dòng)時(shí)掃描的特性而需要IMU來校正激光雷達(dá)幀的運(yùn)動(dòng)失真。我們提出了一個(gè)多普勒速度因子，可以與通常的點(diǎn)到平面因子結(jié)合應(yīng)用，用于幀到地圖對齊。然而，它應(yīng)用于車輛的身體中心速度，而不是姿態(tài)，因?yàn)樯眢w中心速度也是我們估計(jì)狀態(tài)的一部分。我們在幾個(gè)真實(shí)世界的數(shù)據(jù)集上評估了我們的激光雷達(dá)里程計(jì)算法，包括使用非FMCW激光雷達(dá)收集的公開數(shù)據(jù)集和使用FMCW激光雷達(dá)收集的數(shù)據(jù)集。通過我們的評估，我們展示了在幾何退化條件下，使用和不使用多普勒速度測量的整體最先進(jìn)的激光里程計(jì)性能。

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