This paper proposes a novel visual simultaneous localization and mapping (SLAM) system called Hybrid Depth-augmented Panoramic Visual SLAM (HDPV-SLAM), that employs a panoramic camera and a tilted multi-beam LiDAR scanner to generate accurate and metrically-scaled trajectories. RGB-D SLAM was the design basis for HDPV-SLAM, which added depth information to visual features. It aims to solve the two major issues hindering the performance of similar SLAM systems. The first obstacle is the sparseness of LiDAR depth, which makes it difficult to correlate it with the extracted visual features of the RGB image. A deep learning-based depth estimation module for iteratively densifying sparse LiDAR depth was suggested to address this issue. The second issue pertains to the difficulties in depth association caused by a lack of horizontal overlap between the panoramic camera and the tilted LiDAR sensor. To surmount this difficulty, we present a hybrid depth association module that optimally combines depth information estimated by two independent procedures, feature-based triangulation and depth estimation. During a phase of feature tracking, this hybrid depth association module aims to maximize the use of more accurate depth information between the triangulated depth with visual features tracked and the deep learning-based corrected depth. We evaluated the efficacy of HDPV-SLAM using the 18.95 km-long York University and Teledyne Optech (YUTO) MMS dataset. The experimental results demonstrate that the two proposed modules contribute substantially to the performance of HDPV-SLAM, which surpasses that of the state-of-the-art (SOTA) SLAM systems.


翻译:摘要:本文提出一种新型视觉同步定位与建图(SLAM)系统,称为混合深度增强全景视觉SLAM(HDPV-SLAM),该系统采用全景相机和倾斜多波束激光雷达扫描仪生成精确且具有公制尺度的轨迹。HDPV-SLAM以RGB-D SLAM为设计基础,为视觉特征添加深度信息,旨在解决阻碍同类SLAM系统性能的两个主要问题。第一个障碍是激光雷达深度的稀疏性,导致其难以与RGB图像中提取的视觉特征建立关联。为此,我们提出一种基于深度学习的深度估计模块,用于迭代式地对稀疏激光雷达深度进行稠密化处理。第二个问题涉及因全景相机与倾斜激光雷达传感器缺乏水平重叠区域而导致的深度关联困难。为克服这一难题,我们提出一种混合深度关联模块,该模块可优化结合由两种独立过程(基于特征的三角测量和深度估计)估计的深度信息。在特征跟踪阶段,该混合深度关联模块旨在最大化利用三角测量深度(与跟踪的视觉特征相关)与基于深度学习的校正深度之间更精确的深度信息。我们利用长18.95公里的约克大学与Teledyne Optech(YUTO)移动测绘系统数据集评估了HDPV-SLAM的性能。实验结果表明,所提出的两个模块对HDPV-SLAM的性能有显著贡献,其性能超越了最先进的SLAM系统。

0
下载
关闭预览

相关内容

MonoGRNet:单目3D目标检测的通用框架(TPAMI2021)
专知会员服务
18+阅读 · 2021年5月3日
CVPR 2021 Oral | 室内动态场景中的相机重定位
专知会员服务
16+阅读 · 2021年4月12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
专知会员服务
87+阅读 · 2019年12月13日
【泡泡一分钟】利用四叉树加速的单目实时稠密建图
泡泡机器人SLAM
28+阅读 · 2019年4月26日
【泡泡一分钟】DS-SLAM: 动态环境下的语义视觉SLAM
泡泡机器人SLAM
23+阅读 · 2019年1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
【泡泡一分钟】用于评估视觉惯性里程计的TUM VI数据集
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2019年1月4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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+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
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月9日
Arxiv
0+阅读 · 2023年5月8日
VIP会员
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
4+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
5+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关基金
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
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
2+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 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
3+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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员