In this paper, an efficient closed-form solution for the state initialization in visual-inertial odometry (VIO) and simultaneous localization and mapping (SLAM) is presented. Unlike the state-of-the-art, we do not derive linear equations from triangulating pairs of point observations. Instead, we build on a direct triangulation of the unknown $3D$ point paired with each of its observations. We show and validate the high impact of such a simple difference. The resulting linear system has a simpler structure and the solution through analytic elimination only requires solving a $6\times 6$ linear system (or $9 \times 9$ when accelerometer bias is included). In addition, all the observations of every scene point are jointly related, thereby leading to a less biased and more robust solution. The proposed formulation attains up to $50$ percent decreased velocity and point reconstruction error compared to the standard closed-form solver, while it is $4\times$ faster for a $7$-frame set. Apart from the inherent efficiency, fewer iterations are needed by any further non-linear refinement thanks to better parameter initialization. In this context, we provide the analytic Jacobians for a non-linear optimizer that optionally refines the initial parameters. The superior performance of the proposed solver is established by quantitative comparisons with the state-of-the-art solver.
翻译:在本文中, 提出了一个高效的封闭形式解决方案, 用于在视觉- 内皮odo测量(VIO) 以及同步本地化和绘图(SLAM) 中进行国家初始化的视觉- 内皮测量(VIO) 和同步本地化和绘图(SLAM) 。 与最新技术不同, 我们不从三角观察组中得出线性方方方方程式。 相反, 我们建在对每对点观测方对未知的3D$点进行直接三角定位的基础上, 与每个观测方对各点观测方相配, 我们展示并验证了这样一个简单差异的高度影响。 由此产生的线性系统有更简单的结构, 并且仅仅通过分析消除, 就需要解决一个 6\ time 6 美元 的线性系统( 或者, 或 包括 加速加速度仪表偏感仪偏偏偏偏偏偏偏偏的9 ) 。 此外, 我们对每个场点的所有观察点的所有观察都是相互关联的, 从而减少偏偏偏偏差和更稳性解决方案的改进速度和点重建错误错误错误, 。 提供更好的初步 。 提供 更 更 更 更 的 更 的 更 的 更 的 的 更 的 的 的 更 的 更 的 的 更 的 的 的 更 的 更 的 的 更 的 的 更 的 的 更 的 的 的 更 更 更 的 的 更 的 的 的 更 的 的 更 的 的 的 更 的 的 的 的 更 的 的 的 更 的 的 的 的 更 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 的 更 更 的 的 的 的 更 的 的 更 更 更 更 的 的 更 的 的 更 更 的 的 的 的 的 的 的 的 更 更 的 更 更 更 的 的 的 的 更 更 更 更 更