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slam学习笔记六----slam系统中位姿转换问题及一些术语的解释

转换笔记系统学习 解释 一些 ---- 术语
2023-09-27 14:20:14 时间

一、几种常用的表达方式

1)Tcw:表示从世界坐标系到相机坐标系的转化

有: Pc = Tcw * Pw

2)Twc:表示从相机坐标系到世界坐标系的转化

有:Pw = Twc * Pc

Twc和Tcw都很常见,而Twc更常见,因为其更直观

3)相机的位置在哪

当取Pw = 0

有Pc = Twc * 0 = twc

就是Twc的平移部分,也就是说我们可以直接从Twc中看到相机在哪,可视化时也常用的都是Twc【相机的位置在哪里】

4)点P在世界坐标系的坐标

我们常见的用于表示相机位姿的如T1,T2,实际上表示的是Tw1,Tw2

也就是说有以下等式成立:Pw = T1 * Pc1     Pw = T2 * Pc2

原因:

Pw = T1 * Pc1 即     

点P的世界坐标=相机1的位姿(外参在世界坐标系的位置)*点P在相机1的坐标

Pw = T2 * Pc2即      

点P的世界坐标=相机2的位姿(外参在世界坐标系的位置)*点P在相机2的坐标

5)两个相机之间的转换

我们也常用T12,T21来表示两个相机之间的转换

这里有: P2 = T21 * P1 即T21表示从第一个到第二个的转换,从后向前

6)点的转换(将P点在相机1的坐标转换到相机2下的坐标)

P2 = T21 * P1 即T21表示从第一个到第二个的转换

二、推导一个公式

Tij = Ti-1 * Tj

易得:  P1 = T12 * P2

即:      T1-1 * Pw = T12 * T2-1 * Pw

即:       T1-1   =   T12 * T2-1

有           T12 =    T1-1  *  T2

即            Tij  =  Ti-1 * Tj

所以当我们知道两个相机的位姿时,千万不要弄混淆了是怎么得到变换矩阵的

三、SLAM数学描述

3.1SLAM的两个基本方程

   SLAM过程可总结为两个基本方程:

     运动方程
     观测方程


     对于不同的传感器,这两个方程有不同的参数化形式。如果我们保持通用性,把它们取成抽象形式,那么SLAM过程可总结为上述两个基本方程。

 

    这两个方程描述了最基本的SLAM问题:当我们知道运动测量的读数 u ,以及传感器的读数 z 时,如何求解定位问题(估计 x)和建图问题(估计 y)? 这时,我们把SLAM问题建模成了一个状态估计问题:如何通过带有噪声的测量数据,估计内部的、隐藏着的状态变量?

     状态估计问题的求解,与两个方程的具体形式,以及噪声服从哪种分布有关。我们按照运动和观测方程是否为线性,噪声是否服从高斯分布进行分类,分为线性/非线性和高斯/非高斯系统。其中线性高斯系统(LG 系统)最为简单,他的无偏最优估计可以由卡尔曼滤波器(KF)给出。而在复杂的非线性非高斯系统(NLNG系统)中,我们会使用以扩展卡尔曼滤波器(EKF)和非线性优化两大类方法去求解它。时至今日,主流视觉SLAM使用以图优化(Graph Optimization)为代表的优化技术进行状态估计。我们以为优化技术已经明显优于滤波器技术,只要计算资源允许,我们通常都偏向于使用优化方法。

3.2 什么是运动?


    我们要考虑从 K-1 时刻到 K 时刻,机器人的位置 X是如何变化的。

    通常,机器人会携带一个测量自身运动的传感器,比如说码盘或惯性传感器。这个传感器可以测量有关运动的读数,无论什么传感器,我们都能使用一个通用的、抽象的数学模型:

                                   x_{_{k}}=f(x_{k-1},u_{k},w_{k})                         

3.3 什么是观测?
 

四、SLAM的后端概述

SLAM后端概述_牛犇犇子木的博客-CSDN博客_slam后端后端概述状态估计的概率解释后端的概念后端要解决的问题问题的简单描述问题的数学表述状态估计的概率解释后端的概念  前端视觉里程计只能通过邻近的几张图片估计短暂时间内的运动轨迹和路标,这种方式为“渐进的”(Incremental)。  后端考虑一个更长时间内(或所有时间内)的状态估计问题,而且不仅使用过去的信息更新自己的状态,也会用未来的信息(即全局信息)来更新自己,这种处理方式为“批量的”(Batch)。后端要解决的问题问题的简单描述   由于方程中的观测量都受受噪声影响,所以要把这里的位姿https://blog.csdn.net/ljtx200888/article/details/112826138