We present Loc-NeRF, a real-time vision-based robot localization approach that combines Monte Carlo localization and Neural Radiance Fields (NeRF). Our system uses a pre-trained NeRF model as the map of an environment and can localize itself in real-time using an RGB camera as the only exteroceptive sensor onboard the robot. While neural radiance fields have seen significant applications for visual rendering in computer vision and graphics, they have found limited use in robotics. Existing approaches for NeRF-based localization require both a good initial pose guess and significant computation, making them impractical for real-time robotics applications. By using Monte Carlo localization as a workhorse to estimate poses using a NeRF map model, Loc-NeRF is able to perform localization faster than the state of the art and without relying on an initial pose estimate. In addition to testing on synthetic data, we also run our system using real data collected by a Clearpath Jackal UGV and demonstrate for the first time the ability to perform real-time global localization with neural radiance fields. We make our code publicly available at https://github.com/MIT-SPARK/Loc-NeRF.


翻译:我们展示了基于实时视觉的机器人定位方法Loc-NeRF,这是将蒙特卡洛本地化和神经辐射场(NeRF)相结合的一种基于视觉的机器人实时本地化方法。我们的系统使用预先培训的NeRF模型作为环境地图,并且可以使用RGB相机作为机器人上唯一的外向感应传感器进行实时本地化。虽然神经光谱场在计算机视觉和图形中看到大量视觉显示应用,但它们发现机器人对视觉显示的用途有限。基于NeRF的本地化现有方法需要良好的初始假设和重大计算,使实时机器人应用不切实际。通过使用MonteCarlo本地化作为工作马使用NeRF地图模型进行估算,Loc-NeRF能够比艺术状态更快地进行本地化工作,而不必依靠初步的表面估计。除了对合成数据进行测试外,我们还利用由Clearpath Jackal UGV 收集到的真实数据运行我们的系统,并首次展示了用神经焦能/MINGRF/NECO 进行实时全球本地化的能力。我们在 http://SRK-RBRF/RF上公开提供我们的代码。

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