Localization and mapping are key capabilities for self-driving vehicles. This paper describes a visual-inertial SLAM system that estimates an accurate and globally consistent trajectory of the vehicle and reconstructs a dense model of the free space surrounding the car. Towards this goal, we build on Kimera and extend it to use multiple cameras as well as external (e.g. wheel) odometry sensors, to obtain accurate and robust odometry estimates in real-world problems. Additionally, we propose an effective scheme for closing loops that circumvents the drawbacks of common alternatives based on the Perspective-n-Point method and also works with a single monocular camera. Finally, we develop a method for dense 3D mapping of the free space that combines a segmentation network for free-space detection with a homography-based dense mapping technique. We test our system on photo-realistic simulations and on several real datasets collected by a car prototype developed by the Ford Motor Company, spanning both indoor and outdoor parking scenarios. Our multi-camera system is shown to outperform state-of-the art open-source visual-inertial-SLAM pipelines (Vins-Fusion, ORB-SLAM3), and exhibits an average trajectory error under 1% of the trajectory length across more than 8 km of distance traveled (combined across all datasets).


翻译:定位与地图构建是自动驾驶车辆的关键能力。本文描述了一种视觉惯性SLAM系统,能够估计车辆精确且全局一致的轨迹,并重建车辆周围自由空间的稠密模型。为此,我们在Kimera基础上进行扩展,使其能够使用多相机以及外部(例如车轮)里程计传感器,从而在实际问题中获得准确且鲁棒的里程计估计。此外,我们提出了一种有效的闭环方案,避免了基于透视n点方法的常见替代方案的缺点,并且也适用于单目相机。最后,我们开发了一种自由空间稠密3D地图构建方法,将用于自由空间检测的分割网络与基于单应性的稠密地图构建技术相结合。我们在福特汽车公司开发的原型车采集的多个室内外停车场景真实数据集以及照片级真实感仿真中测试了系统。实验结果表明,我们的多相机系统优于最先进的开源视觉惯性SLAM流程(Vins-Fusion、ORB-SLAM3),在超过8公里行驶距离(所有数据集合计)中,平均轨迹误差低于轨迹长度的1%。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
61+阅读 · 2020年3月19日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
182+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
78+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
【泡泡一分钟】基于运动估计的激光雷达和相机标定方法
泡泡机器人SLAM
25+阅读 · 2019年1月17日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
【泡泡前沿追踪】跟踪SLAM前沿动态系列之IROS2018
泡泡机器人SLAM
29+阅读 · 2018年10月28日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
VIP会员
最新内容
面向国防作战的最佳自主与蜂群无人机技术
专知会员服务
4+阅读 · 今天8:04
《异构人类团队的协作决策过程混合建模研究》
专知会员服务
4+阅读 · 今天7:59
博士论文 | 面向大模型推理的内存高效算法
专知会员服务
4+阅读 · 7月27日
美空军新型反无人机部队初探
专知会员服务
7+阅读 · 7月27日
《防空交战流程的概率建模研究》
专知会员服务
11+阅读 · 7月27日
ICML 2026 教程 | 数值优化理论还重要吗?
专知会员服务
7+阅读 · 7月26日
ICM 2026 | 陶哲轩:人工智能时代的数学
专知会员服务
10+阅读 · 7月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2008年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员