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 Publishing]
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
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
端庄的紫烟完成签到,获得积分10
刚刚
起风了发布了新的文献求助10
1秒前
2秒前
诚心巧凡发布了新的文献求助20
3秒前
veryzhaozhao发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
anziyuan完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
Jasper应助动人的安柏采纳,获得10
4秒前
多米发布了新的文献求助10
5秒前
好l发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
快乐小汉堡完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
学习发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
8秒前
宝宝发布了新的文献求助10
8秒前
风趣寻芹发布了新的文献求助10
8秒前
9秒前
zero发布了新的文献求助10
9秒前
fengqiwu发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
11秒前
科研通AI6.3应助蔡坤采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
SWAGGER123发布了新的文献求助10
12秒前
noozine发布了新的文献求助10
13秒前
汪峰发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
艾七七完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
bkagyin应助夏彦的华生小姐采纳,获得10
14秒前
黑咖喱完成签到,获得积分10
14秒前
LWJ完成签到 ,获得积分10
14秒前
靓丽访枫完成签到,获得积分10
14秒前
通通关注了科研通微信公众号
14秒前
Quasimodo完成签到,获得积分10
14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
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
Chemistry and Physics of Carbon Volume 18 800
The Organometallic Chemistry of the Transition Metals 800
The formation of Australian attitudes towards China, 1918-1941 640
Signals, Systems, and Signal Processing 610
全相对论原子结构与含时波包动力学的理论研究--清华大学 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6438786
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8252937
关于积分的说明 17563499
捐赠科研通 5497071
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2899140
邀请新用户注册赠送积分活动 1875735
关于科研通互助平台的介绍 1716508