We propose an automatic method for pose and motion estimation against a ground surface for a ground-moving robot-mounted monocular camera. The framework adopts a semi-dense approach that benefits from both a feature-based method and an image-registration-based method by setting multiple patches in the image for displacement computation through a highly accurate image-registration technique. To improve accuracy, we introduce virtual inverse perspective mapping (IPM) in the refinement step to eliminate the perspective effect on image registration. The pose and motion are jointly and robustly estimated by a formulation of geometric bundle adjustment via virtual IPM. Unlike conventional visual odometry methods, the proposed method is free from cumulative error because it directly estimates pose and motion against the ground by taking advantage of a camera configuration mounted on a ground-moving robot where the camera's vertical motion is ignorable compared to its height within the frame interval and the nearby ground surface is approximately flat. We conducted experiments in which the relative mean error of the pitch and roll angles was approximately 1.0 degrees and the absolute mean error of the travel distance was 0.3 mm, even under camera shaking within a short period.


翻译:我们提出了一种面向地面移动机器人单目相机的自动位姿与运动估计方法。该框架采用半稠密方法,通过图像中设置多个补丁,利用高精度图像配准技术进行位移计算,兼具基于特征的方法与基于图像配准方法的优势。为提升精度,我们在优化步骤中引入虚拟逆透视映射以消除透视效应对图像配准的影响。通过基于虚拟逆透视映射的几何光束平差,实现了对位姿与运动的联合鲁棒估计。与传统的视觉里程计方法不同,本方法充分利用安装在地面移动机器人上的相机配置特性——在帧间间隔内,相机垂直运动相对于高度可忽略不计,且近地面近似平坦——直接估计相对地面的位姿与运动,因此完全避免了累积误差。实验结果表明,即使在相机短时抖动条件下,俯仰角和滚转角的相对平均误差约为1.0度,行驶距离的绝对平均误差仅为0.3毫米。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
167+阅读 · 2020年3月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17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
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月29日
Arxiv
0+阅读 · 2023年4月28日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
3+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
3+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
5+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
15+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
10+阅读 · 6月4日
《人工智能的挑战:算法战的想象与现实》
专知会员服务
11+阅读 · 6月4日
首场人工智能战争:Maven如何重塑武装冲突
专知会员服务
8+阅读 · 6月4日
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6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
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
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
【推荐】用Python/OpenCV实现增强现实
机器学习研究会
15+阅读 · 2017年11月16日
【推荐】YOLO实时目标检测(6fps)
机器学习研究会
20+阅读 · 2017年11月5日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员