Pedestrian inertial odometry (PIO) estimates autonomous pedestrian motion using only acceleration and angular velocity measurements collected by an inertial measurement unit (IMU), making it highly valuable for consumer level localization applications. However, under a dual device acquisition setting, IMU signals collected by a freely carried mobile device are inherently composite signals in which the global motion of the human torso is coupled with perturbations induced by local limb motion. This coupling makes accurate human motion modeling more challenging. To address this issue, this paper proposes frequency decomposed inertial odometry (FDIO). The proposed method first decomposes input IMU signals into low frequency and high frequency components using a Laplacian pyramid. It then adopts a Mamba module to model long range motion information from the low frequency component and uses a multi scale convolution module to extract fine grained local dynamic features from the high frequency component. Experiments on five public PIO datasets show that FDIO achieves an average absolute trajectory error of 3.221~m and an average relative trajectory error of 2.550~m, reducing the errors by 33.3\% and 16.7\% compared with the RoNIN ResNet baseline, respectively. These results validate the effectiveness of the proposed frequency decomposition strategy. To the best of our knowledge, this work is among the first efforts to introduce Mamba and a frequency decomposition architecture into inertial odometry.


翻译:行人惯性里程计利用惯性测量单元采集的加速度和角速度测量值估计自主行人运动,使其在消费级定位应用中具有重要价值。然而,在双设备采集场景下,由自由携带的移动设备采集的惯性测量单元信号本质上是复合信号,其中人体躯干的整体运动与局部肢体运动引起的扰动相互耦合。这种耦合使得精确的人体运动建模更具挑战性。为解决该问题,本文提出频率分解惯性里程计。该方法首先利用拉普拉斯金字塔将输入惯性测量单元信号分解为低频和高频分量,随后采用Mamba模块从低频分量中建模长程运动信息,并利用多尺度卷积模块从高频分量中提取细粒度局部动态特征。在五个公开行人惯性里程计数据集上的实验表明,FDIO实现了平均绝对轨迹误差3.221米和平均相对轨迹误差2.550米,相比RoNIN ResNet基线分别降低了33.3%和16.7%的误差。这些结果验证了所提频率分解策略的有效性。据我们所知,本研究是首次将Mamba和频率分解架构引入惯性里程计的探索之一。

0
下载
关闭预览

相关内容

捷联惯性导航计算机系统架构发展综述
专知会员服务
16+阅读 · 2024年3月4日
视觉惯性导航系统初始化方法综述
专知会员服务
36+阅读 · 2023年4月14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 | 视觉惯性里程计(VIO)
计算机视觉life
64+阅读 · 2019年6月16日
自动驾驶车辆定位技术概述|厚势汽车
厚势
10+阅读 · 2019年5月16日
【紫冬分享】移动机器人视觉里程计综述
中国科学院自动化研究所
12+阅读 · 2018年10月31日
目标跟踪算法分类
算法与数据结构
20+阅读 · 2018年9月28日
【泡泡机器人原创专栏】IMU预积分总结与公式推导(三)
泡泡机器人SLAM
10+阅读 · 2018年7月26日
干货!一文读懂行人检测算法
全球人工智能
11+阅读 · 2018年5月31日
视觉里程计:起源、优势、对比、应用
计算机视觉life
18+阅读 · 2017年7月17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 · 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
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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 5月19日
VIP会员
最新内容
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
6+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
7+阅读 · 6月17日
从燃煤战舰到算法战争:水面指挥的永恒要求
专知会员服务
4+阅读 · 6月17日
相关资讯
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
自动驾驶车辆定位技术概述|厚势汽车
厚势
10+阅读 · 2019年5月16日
【紫冬分享】移动机器人视觉里程计综述
中国科学院自动化研究所
12+阅读 · 2018年10月31日
目标跟踪算法分类
算法与数据结构
20+阅读 · 2018年9月28日
【泡泡机器人原创专栏】IMU预积分总结与公式推导(三)
泡泡机器人SLAM
10+阅读 · 2018年7月26日
干货!一文读懂行人检测算法
全球人工智能
11+阅读 · 2018年5月31日
视觉里程计:起源、优势、对比、应用
计算机视觉life
18+阅读 · 2017年7月17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 · 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
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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员