亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

High-precision, consistent EKF-based visual-inertial odometry

扩展卡尔曼滤波器 可观测性 里程计 惯性测量装置 计算机视觉 计算机科学 人工智能 卡尔曼滤波器 同时定位和映射 惯性参考系 状态向量 控制理论(社会学) 机器人 数学 移动机器人 经典力学 物理 量子力学 应用数学 控制(管理)
作者
Mingyang Li,Anastasios I. Mourikis
出处
期刊:The International Journal of Robotics Research [SAGE]
卷期号:32 (6): 690-711 被引量:560
标识
DOI:10.1177/0278364913481251
摘要

In this paper, we focus on the problem of motion tracking in unknown environments using visual and inertial sensors. We term this estimation task visual–inertial odometry (VIO), in analogy to the well-known visual-odometry problem. We present a detailed study of extended Kalman filter (EKF)-based VIO algorithms, by comparing both their theoretical properties and empirical performance. We show that an EKF formulation where the state vector comprises a sliding window of poses (the multi-state-constraint Kalman filter (MSCKF)) attains better accuracy, consistency, and computational efficiency than the simultaneous localization and mapping (SLAM) formulation of the EKF, in which the state vector contains the current pose and the features seen by the camera. Moreover, we prove that both types of EKF approaches are inconsistent, due to the way in which Jacobians are computed. Specifically, we show that the observability properties of the EKF’s linearized system models do not match those of the underlying system, which causes the filters to underestimate the uncertainty in the state estimates. Based on our analysis, we propose a novel, real-time EKF-based VIO algorithm, which achieves consistent estimation by (i) ensuring the correct observability properties of its linearized system model, and (ii) performing online estimation of the camera-to-inertial measurement unit (IMU) calibration parameters. This algorithm, which we term MSCKF 2.0, is shown to achieve accuracy and consistency higher than even an iterative, sliding-window fixed-lag smoother, in both Monte Carlo simulations and real-world testing.

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
找文献完成签到 ,获得积分10
刚刚
柏风华完成签到,获得积分10
7秒前
17秒前
20秒前
23秒前
24秒前
Irene发布了新的文献求助10
24秒前
科研通AI6应助殷楷霖采纳,获得10
28秒前
踏实的无敌完成签到,获得积分10
28秒前
Akim应助菜新采纳,获得10
35秒前
Irene完成签到,获得积分20
35秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
37秒前
和谐以冬完成签到 ,获得积分10
37秒前
桐桐应助Irene采纳,获得10
43秒前
奋斗思柔完成签到,获得积分10
45秒前
46秒前
light派发布了新的文献求助10
55秒前
博弈完成签到 ,获得积分10
1分钟前
清爽冬莲完成签到 ,获得积分0
1分钟前
牛八先生完成签到,获得积分10
1分钟前
殷楷霖发布了新的文献求助10
1分钟前
盛夏如花发布了新的文献求助10
1分钟前
wenyiboy完成签到,获得积分10
1分钟前
yb完成签到,获得积分10
1分钟前
殷楷霖发布了新的文献求助10
1分钟前
weibo完成签到,获得积分10
1分钟前
水晶鞋完成签到 ,获得积分10
1分钟前
殷楷霖发布了新的文献求助10
1分钟前
优秀冰真完成签到,获得积分10
2分钟前
2分钟前
快乐咸鱼完成签到 ,获得积分10
2分钟前
菜新发布了新的文献求助10
2分钟前
2分钟前
gxx发布了新的文献求助10
2分钟前
服了您完成签到 ,获得积分10
2分钟前
科研王帝同学完成签到 ,获得积分10
2分钟前
在水一方应助gxx采纳,获得10
2分钟前
kyokyoro完成签到,获得积分10
2分钟前
Owen应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
2分钟前
高分求助中
From Victimization to Aggression 10000
(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 Reproduction Third Edition 3000
Comprehensive Methanol Science Production, Applications, and Emerging Technologies 2000
化妆品原料学 1000
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
小学科学课程与教学 500
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 5644502
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4764327
关于积分的说明 15025209
捐赠科研通 4802884
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2567685
邀请新用户注册赠送积分活动 1525344
关于科研通互助平台的介绍 1484802