利用 GNSS 测量进行 IMU-里程计在线标定以实现自主地面车辆定位
机器人学
2025-10-13 v1
摘要
精确标定内参（里程计缩放因子）和外参（IMU-里程计平移和旋转）对于自主地面车辆定位至关重要。现有的 GNSS 辅助方法通常依赖定位结果或未经模糊度解析的原始测量，其可观测性性质仍未被充分探索。本文提出了一种紧密耦合的在线标定方法，在可扩展因子图优化（FGO）框架内融合 IMU、里程计和原始 GNSS 测量（伪距、载波相位和多普勒），并纳入离群值抑制和模糊度解算。可观测性分析表明，在一般运动下两个水平平移和三个旋转参数是可观测的，而垂直平移保持不可观测。仿真和真实世界实验表明，该方法在标定和定位性能上优于最先进的松散耦合方法。具体而言，使用我们标定参数得到的 IMU-里程计定位绝对最大误差为 17.75 m，而 LC 方法为 61.51 m，实现了高达 71.14% 的提升。为了促进进一步研究，我们还发布了首个结合 IMU、二维里程计和来自 Rover 和基准站的原始 GNSS 测量的开源数据集。
引用
@article{arxiv.2510.08880,
title = {Online IMU-odometer Calibration using GNSS Measurements for Autonomous Ground Vehicle Localization},
author = {Baoshan Song and Xiao Xia and Penggao Yan and Yihan Zhong and Weisong Wen and Li-Ta Hsu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.08880},
year = {2025}
}
备注
Submitted to IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems