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推荐使用HBA:全球一致且高效的大型LiDAR映射模块

2024-05-19 18:27:29作者:段琳惟

1. 项目简介

HBA 是为了解决在点云地图中即使经过姿态图优化(PGO)也无法完全消除的不一致性问题而设计的。虽然PGO在时间效率上有优势,但它不直接优化地图的一致性。LiDAR束调整(BA)可以缓解这个问题,但对大规模地图来说计算成本过高。HBA通过提出一种分层结构,将庞大的LiDAR BA问题划分为多个较小的BA问题,并利用PGO平滑更新所有LiDAR的姿态。HBA能够达到与原始BA方法相当的精度,但计算时间大大减少。

Pyramid structure of Hierarchical Bundle Adjustment

我们的提出的分层束调整的金字塔结构

2. 技术分析

HBA的关键创新在于其分层策略。它将大的BA问题分解成多级小问题,使得局部和全局的优化可以在时间和精度之间找到平衡。这种方法允许快速优化整个地图的几何一致性,而不必进行全图的束调整计算。

3. 应用场景

HBA尤其适用于以下场景:

  • 闭合循环的里程计优化:通过HBA,可以在无需大量计算资源的情况下显著提高Odometry的精度,如在KITTI序列中的应用所示。
  • 地图一致性增强:对于自收集数据集,HBA可以进一步优化地图的连贯性,提供更加精确的定位效果(见figure/lg02.jpg)。
  • 厘米级别点云地图生成:HBA已被用于MARSIM等轻量级模拟器,生成厘米级别的真实世界点云地图。

4. 项目特点

  • 高效:采用分层结构,将大规模问题拆解,大幅减少计算时间,保持高效率运行。
  • 全球一致性:通过细致的优化,保证了整个地图的几何一致性,解决了PGO的局限。
  • 广泛应用:可用于无人机SLAM、自动驾驶车辆定位等多种领域,实现精准的三维重建和导航。
  • 开源:代码遵循GPLv2协议开放,鼓励开发者参与和贡献。

HBA已在IEEE RA-L发表,并有详细的视频演示。如果你在研究中发现HBA有帮助,请考虑引用相关论文。

要尝试HBA,请按照提供的文件结构设置数据,并配置好依赖项。项目支持多种参数调优,以适应不同需求和性能要求。

立即加入HBA,一起探索更高效、更一致的LiDAR地图构建新境界!如有任何技术问题,欢迎邮件至xliuaa@connect.hku.hk联系。商业合作事宜可咨询Dr. Fu Zhang fuzhang@hku.hk。

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