激光惯导紧耦合的户外长距离SLAM算法研究

来源：电子测量技术杂志2025年第21期北京时间：

作者：孙渊，陈志金，董昊轩

单位：上海电机学院机械学院 上海 201306

摘要：针对大多数SLAM算法在户外长距离环境下轨迹误差大、建图漂移问题，提出一种基于IEKF的激光雷达与IMU紧耦合的SLAM算法,并构建全局一致的激光三维点云地图。首先，构建IMU状态模型并通过前向传播预估状态，运用反向传播对点云进行运动补偿，然后采用迭代扩展卡尔曼滤波融合IMU数据与雷达数据，得到前端激光里程计；引入回环检测模块，在点云中构建三角描述符，对三角描述符的边进行匹配以实现闭环检测；最后在后端优化部分采用GTSAM构建因子图，融合IMU预积分因子、里程计因子、回环检测因子，消除累积误差，提高定位精度，降低地图漂移。实验表明，所提算法相较于FAST-LIO2算法在KITTI数据集与自采集数据集中的APE RMSE分别平均下降了50.06%、33.65%，降低了z轴上的漂移，能够构建闭合的稠密点云地图。

关键词：激光SLAM;迭代扩展卡尔曼滤波;回环检测;因子图优化;点云地图