LPVIMO-SAM：基于光滑与映射的紧耦合 LiDAR/极化视觉/惯性/磁力计/光流里程计
机器人学
2025-12-03 v1
摘要
我们提出了一种紧耦合 LiDAR/极化视觉/惯性/磁力计/光流里程计的框架，称为基于光滑与映射的 LPVIMO-SAM 系统，集成了 LiDAR、极化视觉、惯性测量单元、磁力计和光流数据。该框架在 LiDAR 性能下降、低纹理区域及特征稀缺区域等具有挑战性环境中，实现了高精度和高度稳健的实时状态估计和地图构建。LPVIMO-SAM 由两个子系统构成：极化视觉-惯性系统和 LiDAR/惯性/磁力计/光流系统。极化视觉通过提取场景的极化信息，增强了在低特征和低纹理场景下视觉/惯性里程计的鲁棒性。磁力计获取航向角，光流获取速度和高度，从而减少累积误差。设计了磁力计航向先验因子、光流速度观测因子和高度观测因子，通过因子图优化消除 LiDAR/惯性里程计的累积误差。同时，LPVIMO-SAM 在任一子系统失效时仍能保持稳定定位，进一步扩大了其在 LiDAR 性能下降、低纹理及低特征环境中的适用性。代码已公开于 https://github.com/junxiaofanchen/LPVIMO-SAM。
引用
@article{arxiv.2504.20380,
title = {LPVIMO-SAM: Tightly-coupled LiDAR/Polarization Vision/Inertial/Magnetometer/Optical Flow Odometry via Smoothing and Mapping},
author = {Derui Shan and Peng Guo and Wenshuo Li and Du Tao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.20380},
year = {2025}
}
备注
submitted to IROS2025