FAST-LIVO2 技术文档

本仓库记录 FAST-LIVO2 的 ROS1 实现、状态估计、LiDAR 概率体素地图和稀疏直接视觉更新。

代码基线（2026-08-01） 文档已按 /Users/yangchengshuai/Documents/Github/SLAM/repo/core/FAST-LIVO2 的 main@0d2c0346107b75b59934975adec9a6eeeb913c64 审查。请先阅读 00-代码基线审查报告.md。报告区分“当前源码实现”“教学推导”和“未实现设想”，并列出每篇文档的可信度。

快速事实

• 平台：ROS1/catkin，不是 ROS2。
• 节点：单节点 laserMapping，可执行程序 fastlivo_mapping。
• 状态：19 维误差状态 [δθ, δp, δ(inv_exposure), δv, δbg, δba, δg]，SO(3) 右乘扰动。
• 调度：LIVO 下按图像时刻切分点云，串行执行 IMU 传播 → LIO → VIO。
• LiDAR 地图：unordered_map<VOXEL_LOCATION, VoxelOctoTree*> 概率体素八叉树；没有 ikd-tree。
• 视觉地图：独立的 unordered_map<VOXEL_LOCATION, VOXEL_POINTS*> feat_map，不是与 LiDAR 共用同一个容器。
• 法向量更新：updateReferencePatch() 在主线程同步采用通过门控的 LiDAR 平面法向量；没有后台法向量优化线程。

文档目录

审查与导航

• 00-代码基线审查报告.md：代码事实基线、逐篇结论、已知实现风险。
• 00-快速导航指南.md：按主题与可信度阅读。
• 00-文档审查清单.md：审查状态与后续维护检查项。

系统与滤波

• 02-FASTLIVO2系统概述.md
• 04-IMU离散状态转移模型直观解释.md
• 05-激光雷达点扫描重组的原因和方法.md
• 06-序贯更新流程.md

LiDAR 与地图

• 07-局部地图结构和几何构建与更新.md
• 13-激光雷达测量模型.md
• 体素地图数据结构详解-v2.md：优先于旧版。
• 体素地图数据结构详解.md：历史版本。
• 重匹配机制rematch_num详解.md

视觉

• 08-视觉地图点概念、生成与更新.md
• 09-参考图像块更新方法及效果.md
• 10-法向量优化的背景和仿射变换概念.md
• 11-仿射变换求解及最小化光度误差.md
• 12-法向量优化问题推导.md
• 14-视觉测量模型--视觉地图点的选择.md
• VIO更新流程关键问题解答.md

图表与课件

• 99-系统可视化图表集合.md
• 图表/
• 【课件】*.pdf

推荐阅读顺序

1. 本 README 与 00-代码基线审查报告.md。
2. 02、05、06：先理解运行时序。
3. 04：理解 19 维传播和右扰动。
4. 07、13、体素 v2、rematch_num：理解 LiDAR IEKF 与地图。
5. 08、14、09、10、11、12：理解视觉检索、warp 和光度 IEKF。
6. 99：回看经过校准的流程图。

源码入口

主题	文件/函数
构建与入口	CMakeLists.txt、src/main.cpp
主循环与同步	src/LIVMapper.cpp：run()、sync_packages()
IMU 与去畸变	src/IMU_Processing.cpp：IMU_init()、UndistortPcl()
状态定义	include/common_lib.h：StatesGroup
LiDAR 地图/IEKF	src/voxel_map.cpp：StateEstimation()、BuildResidualListOMP()
视觉流程	src/vio.cpp：processFrame()、retrieveFromVisualSparseMap()、updateState()

范围说明

本次审查覆盖 20 篇 Markdown。PDF 课件未做逐页 OCR 与公式审查。没有数据集回放证据的耗时、ATE、召回率和“提升百分比”不视为已验证事实。

相关链接

• FAST-LIVO2 官方仓库
• FAST-LIVO2 论文