雷达 SLAM：一种适用于全天候条件的鲁棒 SLAM 系统

同步定位与地图构建（SLAM）系统必须具备鲁棒性以支持长期的移动车辆和机器人应用。然而，基于相机和 LiDAR 的 SLAM 系统在面临具有挑战性的光照或天气条件时会变得脆弱，这些条件会退化其图像和点云数据。雷达的工作电磁频谱受环境影响较小，因而很有前景，尽管其独特的传感几何和噪声特性在为 SLAM 所用时带来了开放的挑战。本文研究了在大尺度室外环境中使用调频连续波雷达进行 SLAM。我们提出了一个完整的雷达 SLAM 系统，包括一种新颖的雷达运动跟踪算法，该算法利用雷达几何实现可靠的特征跟踪。它还最优地补偿运动畸变并通过联合优化估计位姿。其回环闭合组件设计为简单而高效，通过捕获和利用周围环境的结构信息来处理雷达图像。在三个公开雷达数据集（涵盖城市街道、居民区到郊野和高速公路）上的大量实验表明，与最先进的 LiDAR、视觉和雷达方法相比，所提雷达 SLAM 系统具有竞争力的精度和可靠性表现。结果表明，我们的系统在极端天气条件（如大雪和浓雾）下实现可靠 SLAM 在技术上是可行的，展示了利用雷达进行全天候定位与地图构建的广阔潜力。