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#論文# ICRA 2023| 基于點(diǎn)平面圖的高效視覺(jué)慣性導(dǎo)航

【Efficient Visual-Inertial Navigation with Point-Plane Map】

作者單位：美團(tuán)
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在許多應(yīng)用中，如微型飛行器物流、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)等，相對(duì)于全局先驗(yàn)地圖進(jìn)行準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的全局位姿估計(jì)是必不可少的。假設(shè)一個(gè)純稀疏的三維點(diǎn)地圖可以提供環(huán)境的無(wú)結(jié)構(gòu)表示，那么生成一個(gè)點(diǎn)-平面先驗(yàn)地圖可以進(jìn)一步建模環(huán)境拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并為準(zhǔn)確定位提供全局約束。

為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，我們提出了一個(gè)基于濾波器的大規(guī)模視覺(jué)慣性里程計(jì)系統(tǒng)，稱為PPM-VIO，它利用點(diǎn)平面地圖來(lái)校正累積漂移。我們的系統(tǒng)從具有語(yǔ)義信息的稀疏點(diǎn)云中檢測(cè)共面信息，通過(guò)幾何約束、語(yǔ)義約束和描述子約束實(shí)現(xiàn)精確的在線平面匹配。為了提高定位性能，我們?cè)诨跒V波器的估計(jì)器中有效地整合和構(gòu)建了全局平面測(cè)量和點(diǎn)測(cè)量。在不同場(chǎng)景下采集的真實(shí)數(shù)據(jù)集上廣泛驗(yàn)證了所提方法的有效性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與單獨(dú)使用點(diǎn)地圖相比，利用先驗(yàn)地圖中的平面信息可以獲得更好的軌跡估計(jì)，并拓寬了先驗(yàn)地圖在不同場(chǎng)景中的有效范圍。