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
hlq完成签到 ,获得积分10
15秒前
xuzb完成签到,获得积分10
41秒前
45秒前
龙龙冲发布了新的文献求助20
47秒前
美满尔蓝完成签到,获得积分10
49秒前
纪言七许完成签到 ,获得积分10
55秒前
小马甲应助龙龙冲采纳,获得10
1分钟前
英勇的醉蓝完成签到,获得积分20
1分钟前
qinglongtsmc发布了新的文献求助10
1分钟前
ding应助英勇的醉蓝采纳,获得10
1分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
inRe发布了新的文献求助10
1分钟前
1分钟前
1分钟前
2分钟前
SiboN发布了新的文献求助10
2分钟前
xuzb发布了新的文献求助10
2分钟前
qinglongtsmc完成签到,获得积分10
2分钟前
alanbike完成签到,获得积分10
3分钟前
十字水瓶关注了科研通微信公众号
3分钟前
搜集达人应助闪闪万言采纳,获得10
3分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
null应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
CodeCraft应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
bkagyin应助科研通管家采纳,获得10
3分钟前
3分钟前
3分钟前
王王碎冰冰完成签到,获得积分10
3分钟前
十字水瓶发布了新的文献求助10
3分钟前
我是老大应助王王碎冰冰采纳,获得10
3分钟前
花陵完成签到 ,获得积分10
3分钟前
ZanE完成签到,获得积分10
3分钟前
乞明完成签到 ,获得积分10
4分钟前
4分钟前
小马甲应助lin采纳,获得10
4分钟前
yishang发布了新的文献求助10
4分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
4分钟前
4分钟前
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 Reproduction Third Edition 3000
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 1000
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Chemistry and Biochemistry: Research Progress Vol. 7 430
Bone Marrow Immunohistochemistry 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 5628172
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4715898
关于积分的说明 14963806
捐赠科研通 4785879
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2555413
邀请新用户注册赠送积分活动 1516720
关于科研通互助平台的介绍 1477252