We present a multi-camera visual-inertial odometry system based on factor graph optimization which estimates motion by using all cameras simultaneously while retaining a fixed overall feature budget. We focus on motion tracking in challenging environments, such as narrow corridors, dark spaces with aggressive motions, and abrupt lighting changes. These scenarios cause traditional monocular or stereo odometry to fail. While tracking motion with extra cameras should theoretically prevent failures, it leads to additional complexity and computational burden. To overcome these challenges, we introduce two novel methods to improve multi-camera feature tracking. First, instead of tracking features separately in each camera, we track features continuously as they move from one camera to another. This increases accuracy and achieves a more compact factor graph representation. Second, we select a fixed budget of tracked features across the cameras to reduce back-end optimization time. We have found that using a smaller set of informative features can maintain the same tracking accuracy. Our proposed method was extensively tested using a hardware-synchronized device consisting of an IMU and four cameras (a front stereo pair and two lateral) in scenarios including: an underground mine, large open spaces, and building interiors with narrow stairs and corridors. Compared to stereo-only state-of-the-art visual-inertial odometry methods, our approach reduces the drift rate, relative pose error, by up to 80% in translation and 39% in rotation.


翻译:我们展示了一个基于要素图形优化的多相机视觉-内皮odography系统,该系统以元素图形优化为基础,通过同时使用所有相机来估计运动,同时保留一个固定的总体特征预算。我们侧重于在狭窄走廊、暗暗空间和突变光亮变化等具有挑战性的环境中跟踪运动。这些情景导致传统的单视或立体视谱仪失败。在用额外相机跟踪运动在理论上应该防止失败的同时,它会导致额外的复杂和计算负担。为了克服这些挑战,我们引入了两种新方法来改进多相机特征跟踪。首先,我们不单独跟踪每个相机的功能,而是不断跟踪它们从一个相机移动到另一个相机的特征。这提高了准确性,并实现了更紧凑的元素图形代表。第二,我们选择了在摄像机上跟踪功能的固定预算,以减少后端优化时间。我们发现,使用更小的一组信息功能可以保持同样的跟踪准确性。我们提议的方法在包括地下矿场、大空空间、以及用窄的图像转换率将内部建成80度的移动式楼梯和走廊等在内的硬件同步装置进行了广泛的测试。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
LiDAR-as-Camera for End-to-End Driving
Arxiv
0+阅读 · 2022年6月30日
Arxiv
23+阅读 · 2021年3月4日
VIP会员
相关VIP内容
专知会员服务
25+阅读 · 2021年4月2日
神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
92+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium9
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年12月17日
【ICIG2021】Latest News & Announcements of the Industry Talk1
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年7月28日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月18日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
【跟踪Tracking】15篇论文+代码 | 中秋快乐~
专知
18+阅读 · 2018年9月24日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员