0_1. 分析数据:
0_2. 步骤:
- 单帧:
1.提取地面,提取特征
2.单帧与静态帧匹配,
3.分别按匹配结果与IMU结果,计算单帧点云与静止帧中最近点距离,统计在不同距离范围中点的占比。
4.按照距离分配intensity
- 建图:
1.使用里程计位姿去畸变;
2.里程计位姿叠帧建图;
3.IMU位姿去畸变;
4.IMU叠帧建图;
5.与静止场景比较特征重合程度;
6.计算静止点云与地图中最近的点的距离,统计在不同距离范围中点的占比。
7.按照距离分配intensity
1. 单帧ICP(scan-to-scan)
- 第0帧(静止帧)与第251帧(动态帧,已去畸变)对比
1.1 位置/姿态变换结果对比
IMU测量 | 里程计结果 | 所有点匹配 | 去地面点匹配 | |
---|---|---|---|---|
pos.x | 11.9864419965346 | 12.113 | 12.2315209393 | 12.19829592444 |
pos.y | 0.35545271630706 | 0.279951 | 0.20742369269 | 0.201242980913 |
pos.z | -0.027396272823 | 0.229392 | 0.03955666560 | 0.150457801652 |
roll | 0.12564565735257 | 0.1990477499999 | 0.26103444641 | 0.075069163511 |
pitch | -0.01561664334409 | 0.0350390808002 | -0.38558692648 | -0.20547417157 |
yaw | 1.713945651730975 | 1.7661607749408 | 1.92228541454 | 1.942115501283 |
1.2 使用不同特征匹配结果:
结论:
地面点可以有效约束z轴漂移。
去除地面点匹配的精度更高。
单独的柱面/立面等特征无法完全约束三个方向的运动。
1.3 单帧点云与静止帧中点距分析:
实验方法:
分别按匹配结果与IMU结果,计算单帧点云与静止帧中最近点距离,统计在不同距离范围中点的占比。以此来反映匹配精度。
结论:
去除地面点后进行匹配,整体点云,以及非地面点云重合程度更好。
里程计得到的变换误差大于0.5m的点占比最少;地面点云重合程度相对更高。
IMU测量矩阵 | 里程计测量矩阵 | 所有点ICP | 非地面点ICP | |
---|---|---|---|---|
全部点云 81836 points | dist < 0.1: 9463 (11.56%) [0.1, 0.2): 20743 (25.35%) [0.2, 0.3): 28139 (34.38%) [0.3, 0.4): 8918 (10.90%) [0.4, 0.5): 4516 (5.52%) [0.5, ~ ~): 10057 (12.29%) | dist < 0.1: 26723 (32.65%) [0.1, 0.2): 28379 (34.68%) [0.2, 0.3): 9651 (11.79%) [0.3, 0.4): 5171 (6.32%) [0.4, 0.5): 3300 (4.03%) [0.5, ~ ~): 8612 (10.52%) | dist < 0.1: 32270 (39.43%) [0.1, 0.2): 20806 (25.42%) [0.2, 0.3): 9305 (11.37%) [0.3, 0.4): 5685 (6.95%) [0.4, 0.5): 3771 (4.61%) [0.5, ~ ~): 9999 (12.22%) | dist < 0.1: 32990 (40.31%) [0.1, 0.2): 20168 (24.64%) [0.2, 0.3): 9409 (11.50%) [0.3, 0.4): 5732 (7.00%) [0.4, 0.5): 3826 (4.68%) [0.5, ~ ~): 9711 (11.87%) |
地面 9936 points | dist < 0.1: 9 (0.09%) [0.1, 0.2): 574 (5.78%) [0.2, 0.3): 3940 (39.65%) [0.3, 0.4): 1586 (15.96%) [0.4, 0.5): 1061 (10.68%) [0.5, ~ ~): 2766 (27.84%) | dist < 0.1: 1899 (19.11%) [0.1, 0.2): 2128 (21.42%) [0.2, 0.3): 1551 (15.61%) [0.3, 0.4): 1055 (10.62%) [0.4, 0.5): 822 (8.27%) [0.5, ~ ~): 2481 (24.97%) | dist < 0.1: 1322 (13.31%) [0.1, 0.2): 2619 (26.36%) [0.2, 0.3): 1508 (15.18%) [0.3, 0.4): 1010 (10.17%) [0.4, 0.5): 805 (8.10%) [0.5, ~ ~): 2672 (26.89%) | dist < 0.1: 1774 (17.85%) [0.1, 0.2): 2207 (22.21%) [0.2, 0.3): 1496 (15.06%) [0.3, 0.4): 1057 (10.64%) [0.4, 0.5): 775 (7.80%) [0.5, ~ ~): 2627 (26.44%) |
去地面点 19897 points | dist < 0.1: 1467 (7.37%) [0.1, 0.2): 4889 (24.57%) [0.2, 0.3): 5932 (29.81%) [0.3, 0.4): 3178 (15.97%) [0.4, 0.5): 1393 (7.00%) [0.5, ~ ~): 3038 (15.27%) | dist < 0.1: 3850 (19.35%) [0.1, 0.2): 7387 (37.13%) [0.2, 0.3): 3342 (16.80%) [0.3, 0.4): 1768 (8.89%) [0.4, 0.5): 1004 (5.05%) [0.5, ~ ~): 2546 (12.80%) | dist < 0.1: 5437 (27.33%) [0.1, 0.2): 5784 (29.07%) [0.2, 0.3): 2886 (14.50%) [0.3, 0.4): 1738 (8.73%) [0.4, 0.5): 1108 (5.57%) [0.5, ~ ~): 2944 (14.80%) | dist < 0.1: 5453 (27.41%) [0.1, 0.2): 5817 (29.24%) [0.2, 0.3): 2917 (14.66%) [0.3, 0.4): 1737 (8.73%) [0.4, 0.5): 1128 (5.67%) [0.5, ~ ~): 2845 (14.30%) |
2. 里程计全局建图(scan-to-map)
2.1 轨迹:
- 点云匹配的到的位姿在局部更加精确,体现在柱面粗细、墙面厚度拟合的精度,在较大范围内z轴上漂移较大。


2.2 量化分析:
特征匹配建图的点云与静止点云的匹配精度较IMU + GPS的精度更好。
匹配后点距大于0.5m的点主要为未去除的动态物体(车辆/行人)。
高度越高,匹配精度越差。
2.2.1 TEST SCENE 1
2.2.2 TEST SCENE 2
2.3 点云展示:
2.3.1 使用里程计位姿去畸变/里程计位姿叠帧建图
SCENE 1
- overview

- pillar 地图柱面拟合程度较好



- facade


SCENE 2
- overview

- pillar 近处柱面不贴合,远处贴合程度较好




- facade




2.3.2 使用IMU去畸变/IMU位姿叠帧建图
SCENE 1
- overview


- pillar 灯柱部分点云重合程度差变粗



- facade


SCENE 2
- overview

- pillar 近处柱面不贴合,远处贴合程度较好


- facade 右侧墙面变厚明显



