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IMU与激光点云融合定位

共计 30 章节
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01
课程导入
学习目标 · 课程结构 · IMU与激光点云融合定位的应用场景与…
课程导入学习目标
02
传感器基础
IMU的工作原理 · 测量模型 · 误差来源（零偏
传感器基础IMU
03
激光雷达基础
激光雷达类型（机械式 · 固态） · 点云数据格式
激光雷达基础激光雷达类型
04
三维空间刚体运动
旋转矩阵 · 四元数 · 欧拉角
三维空间刚体运动旋转矩阵
05
IMU运动学模型
IMU积分（位置 · 速度 · 姿态）
IMU运动学模型
06
激光点云特征提取
点云分割 · 地面去除 · 特征点提取（角点
激光点云特征提取点云分割
07
点云配准基础
ICP算法原理 · 变体（point-to-point · point-to-plane）
点云配准基础ICP
08
NDT配准方法
正态分布变换原理 · 体素网格构建 · 优化求解及与ICP的对比
NDT配准方法
09
IMU预积分理论
预积分定义 · 离散预积分公式 · 协方差传递
IMU预积分理论
10
状态估计基础
贝叶斯滤波 · 卡尔曼滤波（KF） · 扩展卡尔曼滤波（EKF）
状态估计基础贝叶斯滤波
11
粒子滤波与直方图滤波
粒子滤波原理 · 重采样策略 · 在定位中的应用及优缺点
粒子滤波直方图滤波
12
因子图与图优化
因子图模型 · 非线性最小二乘求解（高斯牛顿 · LM）
因子图图优化
13
松耦合融合方法
IMU辅助点云配准（初值提供） · 两步式融合框架 · 典型流程与代码实现
松耦合融合方法IMU
14
紧耦合融合方法
基于优化的紧耦合（如LIO-SAM） · IMU与点云联合优化 · 残差构建
紧耦合融合方法LIO-SAM
15
基于滤波的融合定位
EKF融合IMU与激光点云（如LOA… · 状态向量设计
基于滤波的融合定…EKF
16
基于图优化的融合定位
因子图构建 · IMU因子 · 激光里程计因子
基于图优化的融合…因子图构建
17
激光惯性里程计（LIO）系统
LIO-SAM · LINS · FAST-LIO等经典框架的架构与核…
LIO激光惯性里程计
18
回环检测与地图优化
基于点云的回环检测（Scan Con… · 位姿图优化 · 全局一致性
回环检测地图优化
19
多传感器标定
IMU与激光雷达的外参标定方法（目标… · 自然场景法） · 时间同步（硬件同步与软件同步）
多传感器标定IMU
20
点云畸变补偿
运动畸变产生原因 · 基于IMU的畸变去除方法 · 实现细节
点云畸变补偿运动畸变产生原因
21
退化场景处理
隧道 · 走廊等几何退化环境下的定位策略 · 特征选择与鲁棒性增强
退化场景处理隧道
22
动态环境处理
动态物体检测与去除 · 基于语义信息的过滤 · 对定位精度的影响
动态环境处理动态物体检测
23
地图构建与定位模式
先验地图构建 · 基于地图的定位（点云匹配） · 地图更新与维护
地图构建定位模式
24
实战项目一
基于ROS的IMU+激光点云融合定位… · 驱动 · 数据采集）
实战项目一ROS
25
实战项目二
实现一个简单的松耦合融合定位（IMU… · 并评估精度
实战项目二IMU
26
实战项目三
基于因子图实现紧耦合LIO（简化版） · 使用开源数据集（如KITTI · M2DGR）进行测试
实战项目三LIO
27
性能评估与调优
定位精度评估指标（ATE · RPE） · 误差分析
性能评估调优
28
常见问题与解决方案
IMU饱和 · 点云稀疏 · 外参不准
常见问题解决方案
29
前沿进展与扩展
学习型点云特征 · 语义辅助定位 · 多传感器融合（视觉+IMU+激光）趋…
前沿进展扩展
30
综合实战与总结
从零搭建完整融合定位系统 · 完成数据集评测 · 结果分析
综合实战从零搭建完整融合…