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 Publishing]
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
StrawCc完成签到 ,获得积分10
1秒前
Ddz完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
隐形丹珍发布了新的文献求助10
4秒前
科研通AI6.3应助朴素的愫采纳,获得10
4秒前
酷波er应助潇洒的惋清采纳,获得10
5秒前
科目三应助潇洒的惋清采纳,获得10
5秒前
田様应助潇洒的惋清采纳,获得10
5秒前
5秒前
李健应助潇洒的惋清采纳,获得10
5秒前
脑洞疼应助潇洒的惋清采纳,获得10
6秒前
6秒前
光亮的萍完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
SciGPT应助潇洒的惋清采纳,获得10
6秒前
Jasper应助潇洒的惋清采纳,获得10
6秒前
Rain发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
寒松完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
酷炫雁荷完成签到 ,获得积分10
10秒前
bkagyin应助金金采纳,获得10
11秒前
unbitten2630完成签到,获得积分10
11秒前
郑石发布了新的文献求助10
11秒前
星辰大海应助斯文文龙采纳,获得10
12秒前
12秒前
13秒前
大核桃完成签到,获得积分20
15秒前
李健的小迷弟应助黄海采纳,获得10
15秒前
华仔应助摩天大楼采纳,获得10
17秒前
19秒前
y1628521397完成签到 ,获得积分10
19秒前
小半完成签到 ,获得积分10
21秒前
是丹丹呀完成签到,获得积分10
22秒前
雪满头应助称心的乘云采纳,获得10
22秒前
25秒前
吴彦祖发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
26秒前
打打应助Flu采纳,获得10
27秒前
高分求助中
论现代体育科学研究的方法学特征 1000
Invited Discussant 63O and 64O 1000
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
A Handbook of User Experience Research & Design in Libraries 400
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 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6918787
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8609298
关于积分的说明 18265460
捐赠科研通 6333115
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3069308
关于科研通互助平台的介绍 2098681
邀请新用户注册赠送积分活动 2046573