IMU 漂移如何影响地下环境中多雷达惯性里程计
机器人学
2026-03-02 v1
摘要
可靠的雷达惯性里程计（RIO）需要消除 IMU 漂移，这在因温度极端和重力引起的加速度而加剧的地下环境中尤为挑战性。成本效益高的 IMU 如 Pixhawk，配合 FMCW TI IWR6843AOP EVM 雷达，因漂移导致的性能下降，又因稀疏、嘈杂且不稳定的雷达返回而 compounded，使得融合不如 LiDAR 稳定。然而，LiDAR 在烟雾、灰尘和气溶胶环境下会失败，而 FMCW 雷达则紧凑、轻便、成本效益高且在此类环境下稳健。为解决这些挑战，我们提出了两阶段 MRIO 框架，将 IMU 漂移估计器与惯性定位和地图构建结合，用于在烟雾影响的地下环境中进行 GPS 禁区定位。通过最小二乘法公式化雷达-based ego 速度估计，并纳入 EKF 用于在线 IMU 漂移校正；将校正后的 IMU 加速度与来自多个雷达和 IMU 的异构测量值融合，以细化里程计。该框架进一步支持基于机器人估计的平移和旋转位移的雷达-only 映射。在地下现场试验中，MRIO 提供了稳健的定位和映射能力，超越 EKF-RIO。它在不同成本效益高的 FMCW 雷达配置和不同 IMU 上表现出鲁棒性，Pixhawk 和更高级的 VectorNav 都显示出鲁棒性。该实现将作为开源资源提供给社区（代码可在 https://github.com/LTU-RAI/MRIO 获取）。
引用
@article{arxiv.2602.24192,
title = {How IMU Drift Influences Multi-Radar Inertial Odometry for Ground Robots in Subterranean Terrains},
author = {Moumita Mukherjee and Magnus Norén and Anton Koval and Avijit Banerjee and George Nikolakopoulos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.24192},
year = {2026}
}
备注
Accepted in IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), 2026