基于加速度计外部高度补偿的LiDAR SLAM垂直漂移抑制方法：LIO-EAC

《Scientific Reports》：LIO-EAC: gravity-referenced external altitude compensation for LiDAR-inertial odometry

　　同时定位与建图（SLAM）利用激光雷达（LiDAR）传感器时，在崎岖地形或垂直可观性较弱的环境中，往往会出现高度估计精度下降的问题。我们通过点到平面更新的二阶误差传播表明，俯仰或地面法线误差会产生高度误差，其大小与支撑地面点的平均前向距离成正比，这使得开阔地形中具有远距离地面回波且垂直结构较少的区域容易受到垂直漂移的影响。基于此分析，我们提出了LIO-EAC——一种用于Fast-LIO2的外部高度补偿模块，该模块不修改其迭代扩展卡尔曼滤波（iEKF）状态向量。该模块从简单移动平均滤波处理后的加速度计测量值中获取以重力为参考的俯仰提示，并通过其与iEKF隐含俯仰角之间的残差来估计一个集中的、缓慢变化的俯仰偏差。俯仰提示为点到平面更新提供了一个近似的表面法线，而估计得到的偏差则在事件触发下将存储的地图围绕当前位置进行重新对齐。LIO-EAC在平坦开阔场地、多层地下结构以及包含坡度过渡的室内外往返路径上与Fast-LIO2进行了评估。四次重复试验、消融实验和几何一致性指标表明，LIO-EAC在不增加额外传感器且不修改底层估计器的情况下，有效减少了高度漂移。