激光运动畸变与运动补偿

本文仅个人理解

1. 什么是激光运动畸变?
   要想理解什么是运动畸变,需要知道激光是如何输出点云的.
   机械3D激光上有一个发射器和一个接收器,发射一次激光和接收一次激光会得到点云中的一个点.通过旋转,就可以得到一帧连续的点云.
   问题来了,如果激光静止,则一帧产生的激光点是不会有任何变化的,也就是说在激光坐标系下,每一个点的坐标是固定的.但是!如果激光开始运动,则一帧中的第一个点和最后一个点之间的时间差正好是转动\(360\)度的时间.输出的点云中,第一个点的坐标还是在运动刚开始时候的坐标.而在旋转\(360\)度的时间间隔后,该坐标已经变化了,因为激光运动了.
   举个例子:
   在运动的汽车上,比如说速度为10m/s,直行, 无旋转运动.激光扫描频率为\(10hz\), 也就是一帧\(0.1\)秒,雷达在这0.1秒内实现了约360度的旋转.那么\(0°\)和\(360°\)的激光点, 分别是在时刻\(0\)秒和时刻\(0.1\)秒扫描的.而第\(0\)秒和\(0.1\)秒,载具移动了\(10\)米/秒*\(0.1\)秒=\(1\)米.
   激光返回的点云中的点, 描述的是激光雷达坐标系下的坐标,假设\(0\)秒时,激光雷达扫描得到载具正前方一百米处的一个点A, 记下其在雷达坐标系下的坐标为\((100, 0, 0)\), 扫描完了一圈, 激光雷达输出一帧点云, 时间戳为\(0.1\)秒.
   也就是说, 激光雷达在\(0.1\)秒时, 输出点A的坐标为\((100,0,0)\),而实际, 在\(0.1\)秒时, 汽车已经前进了\(1\)米, 点A在\(0.1\)秒这个时刻激光坐标系的真实坐标应该是\((99, 0, 0)\).

2. 为什么会造成激光的运动畸变?
   简单理解就是激光一帧中的点并不是同一时刻获取的.

3. 如何解决运动畸变的问题?
   解决运动畸变需要进行对产生畸变的点进行运动补偿.

4. 如何进行运动补偿?
   参考LOAM中的运动补偿方式!

reference:
LOAM细节分析