Accurate and efficient dense metric depth estimation is crucial for 3D visual perception in robotics and XR. In this paper, we develop a monocular visual-inertial motion and depth (VIMD) learning framework to estimate dense metric depth by leveraging accurate and efficient MSCKF-based monocular visual-inertial motion tracking. At the core the proposed VIMD is to exploit multi-view information to iteratively refine per-pixel scale, instead of globally fitting an invariant affine model as in the prior work. The VIMD framework is highly modular, making it compatible with a variety of existing depth estimation backbones. We conduct extensive evaluations on the TartanAir and VOID datasets and demonstrate its zero-shot generalization capabilities on the AR Table dataset. Our results show that VIMD achieves exceptional accuracy and robustness, even with extremely sparse points as few as 10-20 metric depth points per image. This makes the proposed VIMD a practical solution for deployment in resource constrained settings, while its robust performance and strong generalization capabilities offer significant potential across a wide range of scenarios.


翻译:精确且高效的稠密度量深度估计对于机器人和XR中的三维视觉感知至关重要。本文提出了一种单目视觉惯性运动与深度学习框架,通过利用基于MSCKF的精确高效单目视觉惯性运动跟踪来估计稠密度量深度。所提出的VIMD方法的核心在于利用多视图信息迭代优化每个像素的尺度,而非如先前工作那样全局拟合一个不变仿射模型。VIMD框架具有高度模块化特性,使其能够与多种现有深度估计主干网络兼容。我们在TartanAir和VOID数据集上进行了广泛评估,并在AR Table数据集上展示了其零样本泛化能力。实验结果表明,即使每幅图像仅使用极稀疏的10-20个度量深度点,VIMD仍能实现卓越的精度与鲁棒性。这使得所提出的VIMD成为资源受限环境下部署的实用解决方案,其稳健的性能和强大的泛化能力在广泛的应用场景中展现出巨大潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

迈向深度基础模型:基于视觉的深度估计最新趋势
专知会员服务
23+阅读 · 2025年7月16日
《利用深度学习进行目标姿态估计》2023最新63页论文
专知会员服务
47+阅读 · 2023年8月29日
【博士论文】基于深度学习的单目场景深度估计方法研究
【2021新书】深度学习计算机视觉,320页pdf
专知会员服务
194+阅读 · 2021年5月20日
专知会员服务
50+阅读 · 2021年4月15日
专知会员服务
87+阅读 · 2019年12月13日
计算机视觉方向简介 | 多目标跟踪算法(附源码)
计算机视觉life
15+阅读 · 2019年6月26日
计算机视觉方向简介 | 视觉惯性里程计(VIO)
计算机视觉life
64+阅读 · 2019年6月16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
4+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
4+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
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
4+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
4+阅读 · 2015年12月31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 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31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
0+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员