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calibration/imu_lidar/CHANGELOG.md
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11 KiB
Raw Blame History

imu_lidar 改动记录

本文件专门记录 imu_lidar 目录内的实现改动。
每条包含：时间戳、改动内容（以「原本怎么做 → 改成怎么做」书写）。

2026-08-11 10:55 (UTC+8)

运动对缓存：标定落盘，可视化直读

  • 原本：visualize_pair_3d 每次启动都重新关键帧+配准+预积分，等同半次标定。
  • 改成：
    • 标定成功后写出 motion_pairs.json（motion_pairs_io.py / finalize）。
    • 可视化优先读缓存并对点云懒加载；--rebuild-pairs 可回退旧路径。
    • 旧结果可用 tools/export_motion_pairs_for_viz.py 只补导出运动对，无需重求解外参。

2026-08-11 08:55 (UTC+8)

主机桥接后冻结 δt + 旋转先验软约束

  • 原本：手眼后 signed δt 精修可在弱 MSE 下降下连走数步（最远约 0.5 s）；旋转手眼无 CAD 先验，平面运动下 yaw 易掉进低残差错解。
  • 改成：
    • CLI：--fixed-time-offset-s、--no-signed-time-refine、--max-signed-refine-shift-s。
    • signed refine：默认 |Δδt|≤0.05 s，且要求 MSE 至少降约 2%。
    • rotation_handeye 读取配置 rotation_prior 作初值/软约束。
    • 主机 UTC 桥接会话建议：--fixed-time-offset-s 0 --no-signed-time-refine。

2026-08-09 14:30 (UTC+8)

导出：HI13 IMU + recovered dlog zip + 墙钟切窗

  • 原本：IMU 只解 N300 FDILink；dlog 只认标准 *.dorec；无法按图上时段切窗。
  • 改成：
    • 新增 tools/rscap_v2/hi13_imu.py（HI91：g→m/s²、°/s→rad/s、设备 ms）。
    • h32_dlog 支持 recovered zip（indices.log + data.bin），ZIP_STORED 成员按文件绝对 offset 直读。
    • export_rscap_to_v1.py：--imu-kind hi13|n300|auto、多段 --imu-rscap、--host-start/end 切窗。
    • 辅助脚本 tools/export_usable_20260808_windows.py 导出优先运动段。
  • 未推送（按用户要求本地改完即可）。

2026-08-05 09:00 (UTC+8)

导出：支持 H32 DLogCapture（MSOP+DIFOP）→ V1

  • 原本：导出只读 H32 MSOP V2 .rscap，无 DIFOP，垂直角用默认 −16°…+16°。
  • 改成：
    • 新增 tools/h32_dlog/（dobject 索引、MSOP/DIFOP payload V1、DIFOP 通道角）。
    • export_rscap_to_v1.py 增加 --lidar-dlog（与 --lidar-rscap 二选一）；默认用 DIFOP 角做 XYZ。
    • h32_msop.iter_h32_frames_from_packets 供 dlog/rscap 共用拼帧。
    • 单测 tests/test_h32_dlog_export.py；文档改为推荐 dlog 导出命令。
  • 标定核心（imu_lidar/ 读 V1）未改。

2026-08-03 17:30 (UTC+8)

文档：精简对外阅读路径

  • 原本：README 很长，多份文档职责不清，外人易觉复杂。
  • 改成：README 改为短入口 +「对外三份就够」；采集清单 / 方法说明 / 测试说明 / 职责说明文首标明用途；细节仍保留在原文件。

2026-08-03 11:40 (UTC+8)

新增：N300/H32 .rscap → V1 中间格式导出

  • 原本：标定只接受 CSV/NPZ；新车原始录制需手工转换，无仓库内导出器。
  • 改成：
    • 新增 tools/rscap_v2/（V2 读取、N300 IMU、H32 MSOP 拼帧）与 tools/export_rscap_to_v1.py。
    • 导出写入设备时间轴的 imu.csv + lidar/；支持 --frame-stride / --max-points-per-frame。
    • 单元测试 tests/test_export_rscap_helpers.py。

2026-08-01 11:40 (UTC+8)

文档：现状一览补充「合格数据」定义

  • 原本：§0 只写「合格数据拿到后」怎么跑，未写清何为合格。
  • 改成：根 [README.md](../README.md) §0 增加「什么叫合格数据」表（时间戳 / 会话 / 场景 / 格式 / 反例）及拿到后的模式与预期。

2026-08-01 11:30 (UTC+8)

文档：现状一览 + 去掉「方案」二分表述

  • 原本：对外说明仍偶发「方案二」等旧称呼；根 README 缺少一眼可读的阶段 / 合成 vs 旧车 / 合格数据预期；烟测配置与对比脚本文件名带 scheme2。
  • 改成：
    • 根 [README.md](../README.md) 增加 §0「现状一览」；明确仓库只有一条连续运动标定路径。
    • [tests/README.md](../tests/README.md)、[docs/雷达-IMU标定.md](../docs/雷达-IMU标定.md)、本目录说明同步边界与阶段。
    • config/s2_old_smoke.yaml、tools/compare_s2_runs.py 替换旧 *scheme2* 命名。

2026-07-31 18:10 (UTC+8)

配准可视化工具 + tests 说明（含 S2 线下记录）

  • 原本：无类似 RTK 仓库的运动对叠点 3D 查看；tests/ 未说明合成 pytest 与 S2 旧数据线下试验的区别与结果。
  • 改成：
    • 新增 tools/visualize_pair_3d.py / view_pair.ps1（键 1–4：原始 / IMU(X=I) / 雷达 B / X⁻¹AX；可 --save-png）。
    • 新增 [tests/README.md](../tests/README.md)：自动化用例表 + S2 主机时间数据做了什么、结果为何 blocked。

2026-07-31 17:20 (UTC+8)

文档同步 + 合成数据一键复现

  • 原本：采集与流程说明仍偏旧版「待写代码 / 因子图设想」；根 README 缺少清晰的一键复现入口与输入输出总表。
  • 改成：
    • 采集清单与现行流水线对齐（完整预积分、δt↔R 交替、可观时再估平移）。
    • 新增 tools/reproduce_synthetic.py / .ps1、tools/show_calibration_report.py；合成生成写入 meta.json；根 README 增加「系统输入输出 + 一键复现」。

2026-07-31 16:30 (UTC+8)

文档：移除已删除的静站路径表述，对外 README 重写

  • 原本：根 README / docs / 包说明仍对照已删除的静站路径与内部阶段黑话；pyproject 仍声明已删除的 static_station 包。
  • 改成：
    • 删除旧静站文档；采集清单并入规范说明。
    • 根 [README.md](../README.md)、[docs/雷达-IMU标定.md](../docs/雷达-IMU标定.md)、本目录说明改为对外可读，只保留连续运动标定路径。
    • pyproject.toml 仅保留 imu_lidar / tools。

2026-07-31 14:00 (UTC+8)

Phase-C：完整 IMU 预积分 + 重力/速度/动态零偏（full_se3）

  • 原本：
    • 运动对仅陀螺旋转预积分（ΔR/Σ/J_bg）；t_A 为空。
    • 联合精修只估常值陀螺零偏修正；SE(3) 平移用经典手眼式 (R_A-I)t ≈ R_X t_B，无重力/速度/b_a。
  • 改成：
    • imu_preintegration.preintegrate_imu：中值法积分 ΔR/Δv/Δp，传播 15 维误差态后输出 9×9 Σ（含 bias RW 过程噪声）与 9×3 J_bg/J_ba；保留 preintegrate_gyro。
    • motion_pairs 始终调用完整预积分，写入 delta_v/delta_p/cov9/J_bg9/J_ba，t_A_m=Δp。
    • joint_optimizer：rotation_only 仍 Phase-A；full_se3 可观时 Phase-C 联合估 R_X,t_X,g,v_k,b_g,k,b_a,k（关键帧 RW 先验）。
    • pipeline 用静止加速度推重力初值；summary.joint 增加 gravity_m_s2 / accel_bias_m_s2。

2026-07-31 11:20 (UTC+8)

文档维护约定 + README 与现行实现对齐

  • 原本：根 README 与已删除的静站目录说明仍按「双路径并行」表述；部分模块说明未写明有符号 δt；改代码时 README 更新不完整。
  • 改成：
    • 对外说明统一为唯一连续运动标定路径；流水线描述对齐有符号 δt 与联合精修。
    • 根 README 增加「文档维护」表：每次改代码必须同步涉及的 README / 本 CHANGELOG。

2026-07-31 09:40 (UTC+8)

流水线：手眼未过门时仍尝试有符号 δt 精修

  • 原本：rotation_handeye.ok=false（如 RMS>5°）时立即 blocked 返回，阶段 A 的有符号 δt 精修根本不会执行。
  • 改成：只要可用运动对数 ≥3，即使用当前候选 R 做最多 2 轮有符号 δt 精修并重建运动对；精修后再按手眼门控决定是否 blocked。保证阶段 A 在困难数据上也能完整参与。

2026-07-31 09:20 (UTC+8)

阶段 A：标准旋转预积分因子 + 精确时间边界 + 有符号 δt 精修

  • 原本：
    • 预积分只输出 ΔR 与启发式标量 weight/σ，区间端点用邻近 IMU 样本，无 Σ、无 J_bg。
    • δt 仅靠角速度模长互相关粗估；手眼得到 R 后不再回头精修时间。
    • 联合精修对零偏多用重积分或 Exp(-δbΔt) 近似，残差未按协方差白化，也无 δb 先验。
  • 改成：
    • imu_preintegration.preintegrate_gyro：区间端点 线性插值 到精确 t0/t1；离散中值更新同时传播 cov(Σ) 与 J_bg（ΔR(b+δb)≈ΔR Exp(J_bg δb)）；weight 由 trace(Σ) + 激励/时长构造。
    • motion_pairs metadata 增加 cov、J_bg，modeling 标记为 gyro_preintegration_factor_phase_a。
    • time_offset.refine_time_offset_signed：用当前 R_IMU_lidar 把 LiDAR 角速度变到 IMU 系，在粗 δt 邻域做 三轴有符号 MSE 精修；仅当 MSE 下降且 模长相关不劣化 时才接受，避免 ICP 噪声带偏；pipeline 在手眼后与构对交替最多 2 轮。
    • joint_optimizer：残差按 Σ 信息白化；零偏用 J_bg 一阶修正；增加弱 δb 先验。

2026-07-30 17:50 (UTC+8)

第 1 步：帧间 IMU 轻量加强（加权预积分手眼）

  • 原本：motion_pairs 用 integrate_gyro_rotation 直接得到 R_A，各运动对等权进入 rotation_handeye；手眼残差不区分长短间隔与激励强弱。
  • 改成：
    • 新增 imu_preintegration.py：对 [t_i, t_j] 做中值陀螺预积分，估计 σ 与 pair weight（偏短间隔、有角速度、低不确定度）。
    • motion_pairs 改为调用 preintegrate_gyro，在 metadata 写入 weight/duration_s/mean_gyro_norm/preint_sigma_rad/t_*_imu_s，并增加 A/B 转角粗一致性过滤。
    • rotation_handeye 改为 √weight 加权 的 Tsai 初值与 Huber 非线性精修；报告仍给未加权 RMS/中位数便于解读。

第 2 步：预积分残差联合精修（外参 + 陀螺零偏）

  • 原本：joint_optimizer 在手眼 R_X 基础上，仅在可观时用离散手眼平移式尝试 SE(3)；旋转侧不再用 IMU 过程模型，也不联合估零偏。
  • 改成：
    • joint_optimizer.solve_joint_extrinsic 增加预积分旋转残差：log(ΔRᵀ · R_X R_B R_Xᵀ)，按 weight 加权。
    • 联合变量增加陀螺零偏修正 δb：有 imu 时按区间 重预积分；否则用一阶修正 ΔR(b+δb)≈ΔR Exp(-δbΔt)。
    • pipeline 把 imu、静止零偏、δt 传入 joint；summary 增加 gyro_bias_rad_s。
    • 平移仍受可观性门控；rotation_only 时不交付平移。

文档

  • 原本：imu_lidar/README.md 仅模块列表，无逐次改动史。
  • 改成：新增本文件 CHANGELOG.md；模块说明中补充 imu_preintegration.py 与建模步骤描述。

模板（以后追加用）

## YYYY-MM-DD HH:MM (UTC+8)

### 标题

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- **改成**：...
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