論文の概要: Real-Time Thermal-Inertial Odometry on Embedded Hardware for High-Speed GPS-Denied Flight

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.02114v1
• Date: Mon, 02 Mar 2026 17:38:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.831222
• Title: Real-Time Thermal-Inertial Odometry on Embedded Hardware for High-Speed GPS-Denied Flight
• Title（参考訳）: 高速GPS飛行のための組込みハードウェアのリアルタイム熱慣性オドメトリー
• Abstract要約: 組込みハードウェア上での高速GPS高密度飛行のためのリアルタイム単分子熱慣性計測システム システムはFLIR Boson+ 640の長波長赤外線カメラ、高レートIMU、レーザーレンジファインダ、バロメーター、磁力計を固定ラグ係数グラフに融合させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.3292574415204537
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We present a real-time monocular thermal-inertial odometry system designed for high-velocity, GPS-denied flight on embedded hardware. The system fuses measurements from a FLIR Boson+ 640 longwave infrared camera, a high-rate IMU, a laser range finder, a barometer, and a magnetometer within a fixed-lag factor graph. To sustain reliable feature tracks under motion blur, low contrast, and rapid viewpoint changes, we employ a lightweight thermal-optimized front-end with multi-stage feature filtering. Laser range finder measurements provide per-feature depth priors that stabilize scale during weakly observable motion. High-rate inertial data is first pre-filtered using a Chebyshev Type II infinite impulse response (IIR) filter and then preintegrated, improving robustness to airframe vibrations during aggressive maneuvers. To address barometric altitude errors induced at high airspeeds, we train an uncertainty-aware gated recurrent unit (GRU) network that models the temporal dynamics of static pressure distortion, outperforming polynomial and multi-layer perceptron (MLP) baselines. Integrated on an NVIDIA Jetson Xavier NX, the complete system supports closed-loop quadrotor flight at 30 m/s with drift under 2% over kilometer-scale trajectories. These contributions expand the operational envelope of thermal-inertial navigation, enabling reliable high-speed flight in visually degraded and GPS-denied environments.
• Abstract（参考訳）: 組込みハードウェア上での高速GPS駆動飛行のためのリアルタイム単分子熱慣性オドメトリーシステムを提案する。 このシステムはFLIR Boson+ 640長波長赤外線カメラ、高レートIMU、レーザーレンジファインダ、バロメーター、磁力計を固定ラグ係数グラフに融合させる。 動作のぼやけ,低コントラスト,迅速な視点変化下での信頼性の高い特徴トラックを維持するために,多段特徴フィルタリングを用いた軽量な熱最適化フロントエンドを用いる。 レーザーレンジファインダー測定は、弱い観測可能な動きのスケールを安定させる、機能ごとの深さの先行値を提供する。 高速慣性データは、チェビシェフII型無限インパルス応答(IIR)フィルタを用いて前処理され、その後、前処理され、攻撃的な操作中に機体振動に対する堅牢性を向上させる。 高速で誘導される気圧誤差に対処するため,静的な圧力歪み,優れた多項式,多層パーセプトロン(MLP)ベースラインの時間的ダイナミクスをモデル化する不確実性対応ゲートリカレントユニット(GRU)ネットワークを訓練する。 NVIDIA Jetson Xavier NXと統合されたこのシステムでは、クローズドループのクアローターの飛行を30m/sでサポートしている。 これらの貢献により、サーマル慣性航法の運用範囲が拡大され、視覚的に劣化し、GPSを付加した環境で信頼性の高い高速飛行が可能となった。

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