論文の概要: Semi-distributed Cross-modal Air-Ground Relative Localization
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.06749v1
- Date: Mon, 10 Nov 2025 06:28:31 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-11-11 21:18:45.106326
- Title: Semi-distributed Cross-modal Air-Ground Relative Localization
- Title(参考訳): 半分散クロスモーダル空域相対的位置決め
- Authors: Weining Lu, Deer Bin, Lian Ma, Ming Ma, Zhihao Ma, Xiangyang Chen, Longfei Wang, Yixiao Feng, Zhouxian Jiang, Yongliang Shi, Bin Liang,
- Abstract要約: ロボット相対的ローカライゼーションの現在のアプローチは、分散マルチロボットSLAMシステムという形で主に実現されている。
我々は、複数のセンサーを統合するために、無人地上車両(UGV)の容量を十分に活用する。
この研究において、UGVと無人航空機(UAV)は独立してSLAMを行い、深層学習に基づくキーポイントとグローバルディスクリプタを抽出した。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 11.828259485114598
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Efficient, accurate, and flexible relative localization is crucial in air-ground collaborative tasks. However, current approaches for robot relative localization are primarily realized in the form of distributed multi-robot SLAM systems with the same sensor configuration, which are tightly coupled with the state estimation of all robots, limiting both flexibility and accuracy. To this end, we fully leverage the high capacity of Unmanned Ground Vehicle (UGV) to integrate multiple sensors, enabling a semi-distributed cross-modal air-ground relative localization framework. In this work, both the UGV and the Unmanned Aerial Vehicle (UAV) independently perform SLAM while extracting deep learning-based keypoints and global descriptors, which decouples the relative localization from the state estimation of all agents. The UGV employs a local Bundle Adjustment (BA) with LiDAR, camera, and an IMU to rapidly obtain accurate relative pose estimates. The BA process adopts sparse keypoint optimization and is divided into two stages: First, optimizing camera poses interpolated from LiDAR-Inertial Odometry (LIO), followed by estimating the relative camera poses between the UGV and UAV. Additionally, we implement an incremental loop closure detection algorithm using deep learning-based descriptors to maintain and retrieve keyframes efficiently. Experimental results demonstrate that our method achieves outstanding performance in both accuracy and efficiency. Unlike traditional multi-robot SLAM approaches that transmit images or point clouds, our method only transmits keypoint pixels and their descriptors, effectively constraining the communication bandwidth under 0.3 Mbps. Codes and data will be publicly available on https://github.com/Ascbpiac/cross-model-relative-localization.git.
- Abstract(参考訳): 効率的な、正確で、柔軟な相対的な位置決めは、地上での協調作業において不可欠である。
しかし、現在のロボット相対的ローカライゼーションのアプローチは、主に同じセンサー構成の分散マルチロボットSLAMシステムで実現されており、これは全てのロボットの状態推定と密結合しており、柔軟性と精度の両方を制限している。
この目的のために,無人地上機(UGV)の高容量化を活用し,複数のセンサを統合することで,半分散型クロスモーダル空地相対的位置決め機構を実現する。
本研究では、UGVと無人航空機(UAV)が独立にSLAMを実行し、深層学習に基づくキーポイントとグローバルディスクリプタを抽出し、全てのエージェントの状態推定から相対的なローカライゼーションを分離する。
UGVは、LiDAR、カメラ、IMUを備えた局所的バンドル調整(BA)を使用して、正確な相対的なポーズ推定を迅速に得る。
BAプロセスはスパースキーポイント最適化を採用し、まずLiDAR-Inertial Odometry (LIO)から補間されたカメラポーズを最適化し、続いてUGVとUAVの間の相対カメラポーズを推定する。
さらに,ディープラーニングを用いたディスクリプタを用いたインクリメンタルループクロージャ検出アルゴリズムを実装し,キーフレームの維持と検索を効率的に行う。
実験結果から,本手法は精度と効率の両面で優れた性能を発揮することが示された。
画像や点雲を伝送する従来のマルチロボットSLAMアプローチとは異なり、本手法はキーポイントピクセルとその記述子のみを送信し、0.3Mbps以下の通信帯域を効果的に制限する。
コードとデータはhttps://github.com/Ascbpiac/cross-model-relative-localization.gitで公開されている。
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