直接激光雷达-惯性里程计：具有连续时间运动校正功能的轻量型 LIO

来自敏捷飞行或穿越不规则地形的剧烈运动会在激光雷达扫描中引起运动畸变，从而降低状态估计与建图的质量。现有一些缓解该影响的方法，但对于资源受限的移动机器人而言，它们仍过于简化或计算成本高昂。为此，本文提出直接激光雷达-惯性里程计（DLIO），一种轻量型激光雷达-惯性里程计算法，其采用一种从粗到精的新方法构建连续时间轨迹以实现精确的运动校正。我们方法的关键在于构造一组仅由时间参数化的解析方程，从而实现快速且可并行化的逐点去畸变。该方法之所以可行，是因为我们的非线性几何观测器具有强收敛性质，能为敏感的 IMU 积分步骤初始化提供可证明正确的状态估计。此外，通过同时执行运动校正与先验生成，并将每帧扫描直接配准到地图而绕过帧间配准，DLIO 的精简架构比当前最先进方法计算效率高出近 20%，且精度提升 12%。我们通过多个公开基准与自采数据集的广泛测试，展示了 DLIO 相较于四种最先进算法在定位精度、地图质量和更低计算开销上的优越性。