VSLAM(VINS)+EKF+MPC=停車場無限循環

1 背景

很奇妙,從一個羣裏看到一個人的朋友圈,搞定了【VSLAM(VINS)+EKF+MPC=停車場無限循環】,挺感興趣的,在這裏簡單分析一下。

視頻截圖:

在這裏插入圖片描述

2 分析

2.1 VSLAM

根據經驗,電腦屏幕上顯示的是rviz,VSLAM具體是VINS,但不確定是VINS-mono,還是VINS-fusion,也不確定是單目+IMU,還是雙目+IMU。

問題:

  • VINS是用的在線的定位模式還是加載地圖的重定位模式?

猜測:

  • 根據視頻展示,車輛在地下停車場自動駕駛,其實是循跡,也就是先建圖,並記錄軌跡,之後加載地圖進行重定位,再使用EKF融合其他傳感器,得到最終的pose,最後再使用MPC循跡
  • 當然也不能排除就是在線的定位模式的可能性

2.2 EKF

EKF是擴展卡爾曼濾波,SLAM可分爲基於濾波的方法和基於優化的方法,但是已經有了基於優化方法的VINS,那麼這裏的EKF很可能用來做多傳感器融合,比如robot_pose_ekf和robot_localization都是用的EKF做多傳感器融合,可以融合Odometry,IMU,VO和GPS等進行定位。

2.3 MPC

MPC(Model Predict Control)是一種反饋控制(feedback control)算法,使用模型來預測過程的未來輸出。

MPC的特點:

  • 支持MIMO系統,便於構建輸入輸出間的相互影響參數
  • 支持方便添加約束條件
  • 具有預測能力
  • 需要較好的處理器和較大的內存,因爲需要大量的在線優化,存儲大量的變量

相關參考資料:

  • https://blog.csdn.net/zhkmxx930xperia/article/details/87742479

2.4 VSLAM(VINS)+EKF+MPC

從視頻效果來看,能夠實現在停車場環境的無限循環自動駕駛。

從軌跡來看,也是有誤差的,每次的行駛軌跡有差異,尤其是右上角部分,軌跡明顯不重合。(軌跡不重合也可能是爲了避障)

從這個角度看,VINS又可能是使用的加載地圖的重定位模式,不然怎麼消除的累計誤差?

3 擴展

Autoware的waypoint_follower中使用的軌跡跟蹤算法爲Pure Pursuit。

參考資料:

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