Visual-Inertial Sensor Fusion: Localization, Mapping and Sensor-to-Sensor Self-calibration

惯性测量装置 计算机视觉 人工智能 陀螺仪 计算机科学 校准 卡尔曼滤波器 传感器融合 公制(单位) 同时定位和映射 扩展卡尔曼滤波器 可观测性 加速度计 机器人 移动机器人 工程类 数学 航空航天工程 操作系统 统计 应用数学 运营管理
作者
Jonathan Kelly,Gaurav S. Sukhatme
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE]
卷期号:30 (1): 56-79 被引量:451
标识
DOI:10.1177/0278364910382802
摘要

Visual and inertial sensors, in combination, are able to provide accurate motion estimates and are well suited for use in many robot navigation tasks. However, correct data fusion, and hence overall performance, depends on careful calibration of the rigid body transform between the sensors. Obtaining this calibration information is typically difficult and time-consuming, and normally requires additional equipment. In this paper we describe an algorithm, based on the unscented Kalman filter, for self-calibration of the transform between a camera and an inertial measurement unit (IMU). Our formulation rests on a differential geometric analysis of the observability of the camera—IMU system; this analysis shows that the sensor-to-sensor transform, the IMU gyroscope and accelerometer biases, the local gravity vector, and the metric scene structure can be recovered from camera and IMU measurements alone. While calibrating the transform we simultaneously localize the IMU and build a map of the surroundings, all without additional hardware or prior knowledge about the environment in which a robot is operating. We present results from simulation studies and from experiments with a monocular camera and a low-cost IMU, which demonstrate accurate estimation of both the calibration parameters and the local scene structure.

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
Cker完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
於青易完成签到,获得积分10
2秒前
jerkran发布了新的文献求助10
2秒前
呆萌芙蓉完成签到 ,获得积分10
2秒前
HK完成签到 ,获得积分10
3秒前
嘉星糖完成签到,获得积分10
3秒前
楚昕越发布了新的文献求助10
4秒前
缥缈的初阳完成签到,获得积分10
4秒前
Star完成签到,获得积分10
4秒前
小泉发布了新的文献求助10
5秒前
Jennierubyjane完成签到,获得积分20
5秒前
ldy完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
Criminology34应助同瓜不同命采纳,获得10
6秒前
布枕头完成签到 ,获得积分10
7秒前
彭燕来完成签到,获得积分10
8秒前
hua完成签到,获得积分10
8秒前
幽默盼柳完成签到 ,获得积分10
8秒前
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
英姑应助jjdeng采纳,获得10
10秒前
10秒前
11秒前
Zzz完成签到,获得积分10
13秒前
wu完成签到,获得积分10
13秒前
gaoqg完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
可耐的寒松完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
Wuuuu完成签到 ,获得积分10
15秒前
roking完成签到,获得积分10
15秒前
拉不不发布了新的文献求助10
15秒前
16秒前
CodeCraft应助小泉采纳,获得10
16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
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
Aerospace Engineering Education During the First Century of Flight 2000
从k到英国情人 1700
„Semitische Wissenschaften“? 1510
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 5773550
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5612386
关于积分的说明 15431598
捐赠科研通 4906002
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2640012
邀请新用户注册赠送积分活动 1587860
关于科研通互助平台的介绍 1542922