FAST-LIVO2

HKU-MARS 推出的快速直接光達-慣性-視覺里程計，發表於 IEEE T-RO

授權條款

GPL-2.0

概述

FAST-LIVO2 出自 University of Hong Kong 的 MaRS Lab（FAST-LIO 背後的團隊），是一套快速、直接的光達（LiDAR）-慣性-視覺里程計系統，發表於 IEEE Transactions on Robotics。它以直接法（使用原始光達點與影像光度資訊，不做特徵擷取），在誤差狀態迭代卡爾曼濾波器中緊密融合三種感測器資料流，在僅用光達或僅用視覺的系統會退化的環境中，達成穩健的即時估測，並已在無人機上機載展示積極的自主飛行。

這套系統的設計原則是「直接」：光達（lidar）量測以原始點提供面到點的殘差，相機則以線上估測的曝光補償，在地圖點上提供光度誤差。完全省略特徵偵測，讓延遲維持在低水準，並在缺乏紋理或缺乏結構、單一模態會失效的場景中保持高穩健性。統一的體素地圖同時保存幾何與外觀；在單一誤差狀態迭代卡爾曼濾波器內的循序更新順序（先光達、後視覺），讓每個感測器都能以自己的頻率修正狀態。結果可在嵌入式電腦上即時執行，能處理小視野（FoV）的固態光達（Livox），並能平穩地降級：在視覺上一片黑暗時由光達維持系統運作，在長走廊等幾何退化情況下則由視覺撐住。儲存庫附有 ROS 整合、資料集與設定，並搭配實驗室無人機研究所用的 FAST-LIVO2 硬體／軟體堆疊。它與 FAST-LIO2 一起構成 HKU-MARS 系列的核心，這個系列已成為緊密耦合光達融合里程計的參考開放系譜。

為何重要

FAST-LIVO2 是機器人領域最具影響力的開放光達（lidar）融合系譜（HKU-MARS）的旗艦：一套發表於 T-RO 的系統，讓三感測器直接融合在嵌入式硬體上變得實用，也是每篇新的 LIVO 論文用來比較的基準。

解決的問題

光達里程計在幾何退化時會失效；視覺里程計則在黑暗與缺乏紋理的場景中失效。FAST-LIVO2 將光達（lidar）、相機與慣性量測單元（IMU）緊密融合，讓任一種失效模式都由另一個感測器補上，並能在小型機載電腦上即時執行。

重點

• 在單一誤差狀態迭代卡爾曼濾波器中，緊密耦合光達（LiDAR）-慣性-視覺融合
• 在原始點與光度資訊上使用直接法，不做特徵擷取
• 統一的體素地圖同時保存幾何與外觀，並線上估測曝光
• 可在嵌入式電腦上即時執行；已在無人機上機載驗證自主飛行
• 由 FAST-LIO 系列的實驗室（HKU-MARS）發表於 IEEE T-RO

適用對象

• SLAM 與狀態估測研究人員
• 無人機與移動機器人自主工程師
• 融合固態光達與相機的團隊
• 研究多感測器融合的研究生

限制

• GPL-2.0 授權限制了閉源使用
• 必須先做好仔細的感測器同步與校正
• 主要針對 Livox 等級的固態光達調校