Multi-visual-inertial system: Analysis, calibration, and estimation

校准 计算机科学 人工智能 惯性参考系 计算机视觉 数学 统计 量子力学 物理
作者
Yulin Yang,Patrick Geneva,Guoquan Huang
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE]
标识
DOI:10.1177/02783649241245726
摘要

In this paper, we study state estimation of multi-visual-inertial systems (MVIS) and develop sensor fusion algorithms to optimally fuse an arbitrary number of asynchronous inertial measurement units (IMUs) or gyroscopes and global and/or rolling shutter cameras. We are especially interested in the full calibration of the associated visual-inertial sensors, including the IMU/camera intrinsics and the IMU-IMU/camera spatiotemporal extrinsics as well as the image readout time of rolling-shutter cameras (if used). To this end, we develop a new analytic combined IMU integration with inertial intrinsics—termed ACI 3 —to pre-integrate IMU measurements, which is leveraged to fuse auxiliary IMUs and/or gyroscopes alongside a base IMU. We model the multi-inertial measurements to include all the necessary inertial intrinsic and IMU-IMU spatiotemporal extrinsic parameters, while leveraging IMU-IMU rigid-body constraints to eliminate the necessity of auxiliary inertial poses and thus reducing computational complexity. By performing observability analysis of MVIS, we prove that the standard four unobservable directions remain—no matter how many inertial sensors are used, and also identify, for the first time, degenerate motions for IMU-IMU spatiotemporal extrinsics and auxiliary inertial intrinsics. In addition to extensive simulations that validate our analysis and algorithms, we have built our own MVIS sensor rig and collected over 25 real-world datasets to experimentally verify the proposed calibration against the state-of-the-art calibration method Kalibr. We show that the proposed MVIS calibration is able to achieve competing accuracy with improved convergence and repeatability, which is open sourced to better benefit the community.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
111发布了新的文献求助10
刚刚
宏hong完成签到,获得积分10
1秒前
归尘应助朱妮妮采纳,获得10
2秒前
memory完成签到 ,获得积分10
3秒前
烟花应助无聊的户名采纳,获得10
3秒前
jinzhen发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
嘻嘻发布了新的文献求助10
4秒前
温暖发布了新的文献求助10
4秒前
简单的听寒完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
6秒前
Yuchaoo发布了新的文献求助30
9秒前
9秒前
烟花应助清爽的芷蕾采纳,获得10
10秒前
bing完成签到,获得积分20
10秒前
10秒前
10秒前
Donnan完成签到,获得积分10
10秒前
佳佳528发布了新的文献求助10
10秒前
喜悦乐巧发布了新的文献求助20
12秒前
12秒前
温暖完成签到,获得积分20
12秒前
Mic应助Doctor异乡人采纳,获得10
15秒前
小蘑菇应助bing采纳,获得10
15秒前
不倒翁发布了新的文献求助10
15秒前
得勿喔发布了新的文献求助10
15秒前
15秒前
黄桂森完成签到,获得积分10
16秒前
善学以致用应助benlaron采纳,获得30
16秒前
16秒前
clare发布了新的文献求助10
16秒前
沉舟完成签到 ,获得积分10
16秒前
思源应助Nature_Science采纳,获得10
17秒前
17秒前
哒哒哒发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
nnnnnnn完成签到,获得积分20
19秒前
21秒前
21秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
人脑智能与人工智能 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
King Tyrant 720
Silicon in Organic, Organometallic, and Polymer Chemistry 500
Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 3rd Edition 400
El poder y la palabra: prensa y poder político en las dictaduras : el régimen de Franco ante la prensa y el periodismo 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5605657
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4690241
关于积分的说明 14862785
捐赠科研通 4702214
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2542212
邀请新用户注册赠送积分活动 1507831
关于科研通互助平台的介绍 1472132