論文の概要: AQUA-SLAM: Tightly-Coupled Underwater Acoustic-Visual-Inertial SLAM with Sensor Calibration
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.11420v1
- Date: Fri, 14 Mar 2025 14:03:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-03-17 13:05:57.289975
- Title: AQUA-SLAM: Tightly-Coupled Underwater Acoustic-Visual-Inertial SLAM with Sensor Calibration
- Title(参考訳): Aqua-SLAM:センサー校正による水中音響-ビジュアル-慣性SLAM
- Authors: Shida Xu, Kaicheng Zhang, Sen Wang,
- Abstract要約: 本稿では, 密結合型音響-視覚-慣性SLAM手法を提案する。
グラフ最適化フレームワーク内に、ドップラー速度ログ(DVL)、ステレオカメラ、慣性測定ユニット(IMU)を融合させる。
本手法は, 位置推定精度とロバスト性の観点から, 現在最先端の水中・ビジュアル・慣性SLAMシステムを超えていることを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 9.727021664098485
- License:
- Abstract: Underwater environments pose significant challenges for visual Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) systems due to limited visibility, inadequate illumination, and sporadic loss of structural features in images. Addressing these challenges, this paper introduces a novel, tightly-coupled Acoustic-Visual-Inertial SLAM approach, termed AQUA-SLAM, to fuse a Doppler Velocity Log (DVL), a stereo camera, and an Inertial Measurement Unit (IMU) within a graph optimization framework. Moreover, we propose an efficient sensor calibration technique, encompassing multi-sensor extrinsic calibration (among the DVL, camera and IMU) and DVL transducer misalignment calibration, with a fast linear approximation procedure for real-time online execution. The proposed methods are extensively evaluated in a tank environment with ground truth, and validated for offshore applications in the North Sea. The results demonstrate that our method surpasses current state-of-the-art underwater and visual-inertial SLAM systems in terms of localization accuracy and robustness. The proposed system will be made open-source for the community.
- Abstract(参考訳): 水中環境は、視認性、照明の不十分、画像の構造的特徴の散発的喪失により、視覚的同時局在マッピング(SLAM)システムに重大な課題をもたらす。
これらの課題に対処するために、グラフ最適化フレームワーク内にドップラー速度ログ(DVL)、ステレオカメラ、慣性測定ユニット(IMU)を融合させる、Aqua-SLAMと呼ばれる新しい音響-視覚-慣性SLAM手法を提案する。
さらに,DVL,カメラ,IMUとともに,マルチセンサ外部キャリブレーションとDVLトランスデューサの不整合校正を含む効率的なセンサキャリブレーション手法を提案し,リアルタイムオンライン実行のための高速線形近似手法を提案する。
提案手法は, 地上の真理を持つタンク環境において広範囲に評価され, 北海でのオフショア用途に有効である。
その結果,本手法は局所化精度とロバスト性の観点から,現在最先端の水中・ビジュアル・慣性SLAMシステムを上回っていることがわかった。
提案されたシステムは、コミュニティ向けにオープンソース化される予定である。
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