gtsam库自定义地平面约束(法向量和距离)并且加入到三维激光里程计中完成因子图优化,并且在误差函数中计算雅克比矩阵,使用C++代码示例
时间: 2024-03-15 09:47:50 浏览: 128
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好的,关于你的问题,我可以给你一些指导。
首先,你需要了解 gtsam 库的因子图优化过程。在因子图中,你需要定义变量和因子,然后将它们添加到图中。变量表示机器人的状态,例如位置、姿态等,而因子表示测量值,例如传感器测量到的距离、角度等。因子图优化的目标是找到一个最优的状态估计,使得这些测量值的误差最小。
对于你的问题,你需要定义一个自定义因子,来表示地平面约束。这个自定义因子应该包含地平面法向量和距离两个变量。在添加因子到因子图中时,你需要指定这些变量的索引。
下面是一个示例代码,展示如何定义一个自定义因子,计算误差和雅克比矩阵:
```c++
#include <gtsam/nonlinear/NonlinearFactor.h>
#include <gtsam/geometry/Pose3.h>
#include <gtsam/base/numericalDerivative.h>
using namespace gtsam;
class GroundPlaneFactor : public NoiseModelFactor2<Pose3, Vector3> {
public:
GroundPlaneFactor(Key poseKey, Key planeKey, const Vector3& groundPlane)
: NoiseModelFactor2(groundPlaneModel, poseKey, planeKey), groundPlane_(groundPlane) {}
Vector evaluateError(const Pose3& pose, const Vector3& plane, boost::optional<Matrix&> H1 = boost::none, boost::optional<Matrix&> H2 = boost::none) const override {
Matrix36 Hp;
Matrix13 Hm;
Vector3 error = plane - pose.translation().normalized();
if (H1) {
Hp = numericalDerivative11(boost::function<Vector3(const Pose3&)>(
boost::bind(&GroundPlaneFactor::evaluateError, this, _1, plane, boost::none, boost::none)), pose);
H1->resize(3, 6);
*H1 << Hp(0, 0), Hp(0, 1), Hp(0, 2), 0, 0, 0,
Hp(1, 0), Hp(1, 1), Hp(1, 2), 0, 0, 0,
Hp(2, 0), Hp(2, 1), Hp(2, 2), 0, 0, 0;
}
if (H2) {
Hm = numericalDerivative11(boost::function<Vector3(const Vector3&)>(
boost::bind(&GroundPlaneFactor::evaluateError, this, pose, _1, boost::none, boost::none)), plane);
H2->resize(3, 1);
*H2 = Hm;
}
return error;
}
private:
Vector3 groundPlane_;
static const SharedNoiseModel groundPlaneModel;
};
const SharedNoiseModel GroundPlaneFactor::groundPlaneModel = noiseModel::Diagonal::Sigmas((Vector(3) << 0.1, 0.1, 0.1).finished());
```
这个自定义因子使用了 `Pose3` 和 `Vector3` 两个变量。其中 `Pose3` 表示机器人的位姿,`Vector3` 表示地平面的法向量和距离。在 `evaluateError` 函数中,我们计算了误差和雅克比矩阵。其中 `numericalDerivative11` 函数是 gtsam 库中的数值微分函数,用于计算函数的一阶导数。
接下来,你需要将这个自定义因子添加到因子图中,进行因子图优化。这个过程可以参考 gtsam 库的官方文档。
希望这些指导能对你有所帮助!
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