論文の概要: Motion as a Sensing Modality for Metric Scale in Monocular Visual-Inertial Odometry

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.26740v1
• Date: Sun, 22 Mar 2026 20:14:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-31 23:18:44.557978
• Title: Motion as a Sensing Modality for Metric Scale in Monocular Visual-Inertial Odometry
• Title（参考訳）: 単眼視-慣性オドメトリーにおけるメトリックスケールのセンシングモダリティとしての運動
• Authors: Hadush Hailu, Bruk Gebregziabher,
• Abstract要約: 曲率によって生成される翻訳加速度が、カップルが慣性状態にスケールする基本源であることを示す。 単眼カメラとコンシューマグレードIMUを用いたディファレンシャルドライブロボットの制御実験により、この理論が検証された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Monocular visual-inertial odometry (VIO) cannot recover metric scale from vision alone; scale must be resolved through inertial measurements. We present a trajectory-dependent observability analysis showing that translational acceleration, produced by curvature, not constant-speed straight-line travel, is the fundamental source that couples scale to the inertial state. This relationship is formalized through the gravity-acceleration asymmetry in the IMU model, from which we derive rank conditions on the observability matrix and propose a lightweight excitation metric computable from raw IMU data. Controlled experiments on a differential-drive robot with a monocular camera and consumer-grade IMU validate the theory, with straight-line motion yielding 9.2% scale error, circular motion 6.4%, and figure-eight motion 4.8%, with excitation spanning four orders of magnitude. These results establish trajectory design as a practical mechanism for improving metric scale recovery.
• Abstract（参考訳）: 単眼視-慣性眼球運動計測(VIO)は、視力のみからメートル法を回復することはできない。 本稿では, 直線移動速度が一定ではなく曲率によって生じる変換加速度が, 慣性状態にスケールする基本源であることを, 軌道依存可観測性解析により示す。 この関係は、IMUモデルにおける重力加速度非対称性によって定式化され、そこから可観測性行列上のランク条件を導出し、生のIMUデータから計算可能な軽量励起計量を提案する。 単眼カメラとコンシューマグレードのIMUを搭載したディファレンシャルドライブロボットの制御実験では、直線運動は9.2%のスケール誤差、円運動6.4%、図形8運動4.8%、励起は4桁の精度で理論を検証した。 これらの結果は, トラジェクトリー設計を, 計量スケール回復のための実用的なメカニズムとして確立した。

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