論文の概要: FAST-LIVGO: A Degeneracy-Robust LiDAR-Inertial-Visual-GNSS Fusion Odometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.19190v1
- Date: Wed, 17 Jun 2026 15:33:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-06-18 17:16:51.242142
- Title: FAST-LIVGO: A Degeneracy-Robust LiDAR-Inertial-Visual-GNSS Fusion Odometry
- Title(参考訳): A Degeneracy-Robust LiDAR-Inertial-Visual-GNSS Fusion Odometry
- Authors: Zhiyu Chen, Chunran Zheng, Jiayu Wen, XiaoLei Zhang, Jiaming Xu, Feng Pan, Yukang Cui,
- Abstract要約: ロボット工学において、長期、大規模、高度にダイナミックな環境における状態推定とマッピングが重要な課題である。
既存のLiDAR-In-ertial-Visual Odometry (LIVO) システムは、強い局所精度を実現するが、長距離で蓄積したドリフトに悩まされる。
本稿では,これらの制約に対処するために,エラー状態反復カルマンフィルタに基づくLiDAR支援融合フレームワークを提案する。
我々のシステムは、蓄積したドリフトとマップゴーストを低減し、精度とロバスト性において最先端の手法より優れる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 14.641801914375163
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robust state estimation and mapping in long-term, large-scale, and highly dynamic environments remains a key challenge in robotics. Existing LiDAR-Inertial-Visual Odometry (LIVO) systems achieve strong local accuracy but suffer from accumulated drift over long distances and may fail in geometrically degraded or textureless scenes. Meanwhile, GNSS-aided fusion frameworks often rely on LiDAR or visual odometry for state prediction and outlier rejection, making them vulnerable when odometry degenerates. To address these limitations, we propose a tightly coupled LiDAR-Inertial-Visual-GNSS fusion framework based on an Error-State Iterated Kalman Filter. An online spatiotemporal alignment module using Dynamic Time Warping is introduced for highly dynamic conditions. To better exploit GNSS precision, we develop observation models based on Doppler shifts and fixed-anchor Time-Differenced Carrier Phase, providing millimeter-level relative constraints without augmenting historical anchor states. We further design a degeneracy-aware dual-mode outlier rejection strategy that switches between LIVO-prior-guided rejection and GNSS-aided recovery according to the LIVO degeneracy level. Experiments on the public M3DGR dataset and a custom 20~m/s fixed-wing UAV dataset demonstrate that our system reduces accumulated drift and map ghosting, outperforming state-of-the-art methods in accuracy and robustness.
- Abstract(参考訳): ロボット工学において、長期、大規模、高度にダイナミックな環境でのロバストな状態推定とマッピングは重要な課題である。
既存のLiDAR-Inertial-Visual Odometry (LIVO) システムは、強い局所精度を達成するが、長距離で蓄積したドリフトに悩まされ、幾何学的に劣化したシーンやテクスチャのないシーンで失敗する可能性がある。
一方、GNSSが支援する核融合フレームワークは、状態予測や外れ値の拒絶にLiDARまたはビジュアル・オドメトリーに依存することが多く、オドメトリーが縮退すると脆弱になる。
これらの制約に対処するために、エラー状態反復カルマンフィルタに基づく密結合LiDAR-Inertial-Visual-GNSS融合フレームワークを提案する。
動的時間ワープを用いたオンライン時空間アライメントモジュールを高ダイナミックな条件下で導入する。
GNSSの精度をよりよく活用するために,ドップラーシフトと固定時間差キャリアフェーズに基づく観測モデルを開発し,歴史的アンカー状態を増大させることなくミリレベルの相対的制約を提供する。
我々はさらに、LIVO-prior-guided rejection と GNSS-aided recovery を LIVO-degeneracy レベルに応じて切り替えるデジェネリシー対応のデュアルモード・アウトリア・リジェール・リジェクション・ストラテジーを設計する。
パブリックなM3DGRデータセットと20〜m/sの固定翼UAVデータセットによる実験により、我々のシステムは蓄積したドリフトとマップゴーストを低減し、精度とロバスト性において最先端の手法より優れることを示した。
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