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factorIMU

Convertir lecturas de IMU a factor

Desde R2022a

Descripción

El objeto factorIMU convierte lecturas IMU sin procesar en restricciones entre poses, velocidades y sesgos IMU para un objeto factorGraph.

Creación

Sintaxis

F = factorIMU(nodeID,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings)

F = factorIMU(nodeID,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings,imuparams)

F = factorIMU(nodeID,SampleRate,GyroscopeBiasNoise,AccelerometerBiasNoise,GyroscopeNoise,AccelerometerNoise,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings)

F = factorIMU(___,Name=Value)

Descripción

F = factorIMU(nodeID,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings) crea un objeto factorIMU, F, con la propiedad de números de identificación de nodo especificados NodeID establecida en nodeID, y con las propiedades de lecturas del giroscopio y del acelerómetro establecidas en los valores de sus argumentos correspondientes.

F = factorIMU(nodeID,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings,imuparams) especifica los parámetros de la IMU, como la frecuencia de muestreo, el ruido de polarización del giroscopio y el ruido de polarización del acelerómetro, como un objeto factorIMUParameters.

F = factorIMU(nodeID,SampleRate,GyroscopeBiasNoise,AccelerometerBiasNoise,GyroscopeNoise,AccelerometerNoise,GyroscopeReadings,AccelerometerReadings) crea un objeto factorIMU, F, con la propiedad de números de identificación de nodo especificada NodeID establecida en nodeID, y con una frecuencia de muestreo, ruido de polarización del giroscopio, ruido de polarización del acelerómetro, ruido del giroscopio, ruido del acelerómetro, lecturas del giroscopio y lecturas del acelerómetro establecidas en sus valores correspondientes, respectivamente.

F = factorIMU(___,Name=Value) especifica propiedades utilizando uno o más argumentos de nombre-valor además de todos los argumentos de entrada de la sintaxis anterior.

Argumentos de entrada

imuparams — Parámetros de factor IMU

objeto factorIMUParameters

Parámetros del factor IMU, especificados como un objeto factorIMUParameters.

Propiedades

NodeID — Números de identificación de nodo

Solo lectura: vector fila de seis elementos de números enteros

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Números de identificación de nodo, especificados como un vector fila de seis elementos en el formato [PoseID1 VelocityID1 IMUBiasID1 PoseID2 VelocityID2 IMUBiasID2]. El factor de objeto factorIMU espera que los nodos de los ID de nodo correspondientes tengan los tipos de nodo [POSE_SE3, VEL3, IMU_BIAS, POSE_SE3, VEL3, IMU_BIAS] y conecta esos nodos en el gráfico de factores utilizando los ID de nodo especificados.

Si un factor en el objeto factorIMU especifica identificadores que no corresponden a nodos en el gráfico de factores, el gráfico de factores crea automáticamente nodos de tipo POSE_SE3, VEL3 y IMU_BIAS con los identificadores correspondientes y agrega los nodos al gráfico de factores al agregar el factor al gráfico de factores.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

Para obtener más información sobre los tipos de nodos esperados de todos los factores admitidos, consulte Tipos de nodos esperados de objetos de factores.

SampleRate — Tasa de muestreo de IMU

Solo lectura: escalar numérico mayor que 100

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Frecuencia de muestreo de IMU, en Hz, especificada como un escalar numérico mayor que 100.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

GyroscopeBiasNoise — Covarianza del ruido del sesgo del giroscopio

Solo lectura: Matriz de 3 por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Covarianza del ruido de polarización del giroscopio, especificada como una matriz de 3 por 3.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

AccelerometerBiasNoise — Covarianza del ruido del sesgo del acelerómetro

Solo lectura: Matriz de 3 por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Covarianza del ruido de polarización del acelerómetro, especificada como una matriz de 3 por 3.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

GyroscopeNoise — Covarianza del ruido de medición del giroscopio

Solo lectura: Matriz de 3 por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Covarianza del ruido de medición del giroscopio, especificada como una matriz de 3 por 3.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

AccelerometerNoise — Covarianza del ruido de medición del acelerómetro

Solo lectura: Matriz de 3 por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Covarianza del ruido de medición del acelerómetro, especificada como una matriz de 3 por 3.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

GyroscopeReadings — Lecturas de giroscopio

Solo lectura: matriz de N por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Lecturas del giroscopio, especificadas como una matriz N por 3, donde N es el número de lecturas. Las lecturas del giroscopio especificadas están preintegradas en el factor. GyroscopeReadings y AccelerometerReadings deben tener el mismo tamaño.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

AccelerometerReadings — Lecturas del acelerómetro

Solo lectura: matriz de N por 3

Esta propiedad o parámetro es de solo lectura.

Lecturas del acelerómetro, especificadas como una matriz N por 3, donde N es el número de lecturas. Las lecturas del acelerómetro especificadas están preintegradas en el factor. GyroscopeReadings y AccelerometerReadings deben tener el mismo tamaño.

Debe especificar esta propiedad en la creación del objeto.

ReferenceFrame — Marco de referencia para el sistema de coordenadas local.

"ENU" (predeterminado) | "NED"

Marco de referencia para el sistema de coordenadas local, especificado como "ENU" (este-norte-arriba) o "NED" (noreste-abajo).

Tipos de datos: string | char

SensorTransform — Transformación que consiste en traslación y rotación tridimensionales para transformar los nodos de pose conectados al marco IMU inicial.

se3() (predeterminado) | objeto se3

Transformación que consiste en una traslación y rotación 3D para transformar los nodos de posición conectados al marco de referencia del sensor IMU inicial, especificado como un objeto se3.

Por ejemplo, si los nodos de pose conectados almacenan poses de la cámara en el marco de referencia inicial del sensor de la cámara, la transformación del sensor gira y traduce una pose en el marco de referencia inicial del sensor de la cámara al marco de referencia inicial del sensor IMU. El marco de referencia inicial del sensor tiene la primera posición del sensor en su origen.

Una transformación de sensor es innecesaria si los nodos de pose de conexión contienen poses en el marco de referencia del sensor IMU inicial. De lo contrario, debe especificar la transformación del sensor.

Puede utilizar la función estimateCameraIMUTransform para estimar esta transformación.

Funciones del objeto

nodeType	Obtener el tipo de nodo en el gráfico de factores
predict	Predecir la pose y la velocidad del factor.

Ejemplos

Agregar objeto factorIMU al gráfico de factores

Configure parámetros como los ID de los nodos conectados, la frecuencia de muestreo, el ruido y las lecturas. Luego cree un factor IMU con estos parámetros como argumentos.

nodeID = [1,2,3,4,5,6];
sampleRate = 400; % Hz
gyroBiasNoise = 1.5e-9 * eye(3);
accelBiasNoise = diag([9.62e-9, 9.62e-9, 2.17e-8]);
gyroNoise = 6.93e-5 * eye(3);
accelNoise = 2.9e-6 * eye(3); 
gyroReadings = [ -0.0151    0.0299    0.0027
                -0.0079    0.0370   -0.0014
                -0.0320    0.0306    0.0035
                -0.0043    0.0340   -0.0066
                -0.0033    0.0331   -0.0011];
accelReadings = [   1.0666    0.0802    9.9586
                   1.1002    0.0199    9.6650
                   1.0287    0.3071   10.1864
                   0.9077   -0.2239   10.2989
                   1.2322    0.0174    9.8411];
  
f = factorIMU(nodeID, sampleRate, gyroBiasNoise, accelBiasNoise, ...
             gyroNoise, accelNoise, gyroReadings, accelReadings, ReferenceFrame="NED");

Cree un gráfico de factores predeterminado y agregue el factor al gráfico usando la función addFactor.

g = factorGraph;
addFactor(g,f);

Más acerca de

Tipos de nodos esperados de objetos de factores

La propiedad NodeID de cada objeto de factor especifica y se conecta a estos tipos de nodos:

Objeto de factor	Tipos de nodos esperados de ID de nodos especificados
factorGPS	["POSE_SE3"]
factorIMU	["POSE_SE3","VEL3","IMU_BIAS","POSE_SE3","VEL3","IMU_BIAS"]
factorCameraSE3AndPointXYZ	["POSE_SE3","POINT_XYZ"] o ["POSE_SE3","POINT_XYZ","TRANSFORM_SE3"]
factorPoseSE2AndPointXY	["POSE_SE2","POINT_XY"]
factorPoseSE3AndPointXYZ	["POSE_SE3","POINT_XYZ"]
factorTwoPoseSE2	["POSE_SE2","POSE_SE2"]
factorTwoPoseSE3	["POSE_SE3","POSE_SE3"]
factorTwoPoseSIM3	["POSE_SE3","POSE_SE3_SCALE","POSE_SE3","POSE_SE3_SCALE"]
factorIMUBiasPrior	["IMU_BIAS"]
factorPoseSE3Prior	["POSE_SE3"]
factorVelocity3Prior	["VEL_3"]

Por ejemplo, factorPoseSE2AndPointXY([1 2]) crea un factor de referencia 2-D que se conecta a los identificadores de nodo 1 y 2. Si intenta agregar ese factor a un gráfico de factores que ya contiene nodos con los ID 1 y 2, el factor espera que los nodos 1 y 2 sean de los tipos "POSE_SE2" y "POINT_XY", respectivamente.

Referencias

[1] Forster, Christian, Luca Carlone, Frank Dellaert, and Davide Scaramuzza. “On-Manifold Preintegration for Real-Time Visual-Inertial Odometry.” IEEE Transactions on Robotics 33, no. 1 (February 2017): 1–21. https://doi.org/10.1109/TRO.2016.2597321.

Capacidades ampliadas

Generación de código C/C++
Genere código C y C++ mediante MATLAB® Coder™.

Historial de versiones

Introducido en R2022a

Consulte también

Objetos

• factorGraph | factorIMUParameters | factorIMUBiasPrior

Funciones

• estimateCameraIMUTransform | estimateGravityRotation | estimateGravityRotationAndPoseScale

Temas

• Localización de peatones basada en gráficos de factores con sensores IMU y GPS