Adds sliding-window plane-feature tracking with uncertainty-aware outlier rejection and an observability analysis of degenerate motions for spatio-temporal calibration to the LIC-Fusion filter.

技術屬性

欄位內容為文獻擷取紀錄的原文用語(英文),以原文為據;「未查證」表示本研究尚未讀到該資訊,不代表該方法不具備此能力。

LIC-Fusion 2.0 的技術屬性
感測輸入3D LiDAR (Velodyne VLP-16, 10 Hz)、IMU (Xsens, model not reported, 400 Hz)、monocular global-shutter camera (model not reported, 20 Hz, 1920x1200)
原文測試平台simulation、未查證 (sensor suite carried indoors)
狀態估計sliding-window MSCKF-type filter with online spatio-temporal calibration; visual pipeline based on OpenVINS
資料關聯IMU-motion-compensated low-curvature planar points tracked across the sliding window as plane features, with an outlier test accounting for inter-frame transformation uncertainty; sparse visual features
時間表示discrete cloned poses; all time offsets estimated online from zero initial guess
去畸變IMU-propagated poses are buffered and interpolated to each LiDAR point time (SO(3) interpolation for orientation, linear for position); all points are transformed to the pose at the sweep start time (Sec. III-A)
迴圈閉合none reported
全域最佳化none
地圖表示sliding-window plane features and SLAM plane landmarks; no global map reported
先驗資訊none
可輸出幾何trajectory only (no map product reported)
計算需求IMU-camera subsystem 16.8 ms and LiDAR-IMU subsystem 40.2 ms average on i7-8086K for one sequence (Sec. VI-B)

使用設備

原文使用的感測器、運算硬體與載具(equipment)。型號保留原文寫法,連結到設備頁中同一型號的歸併名稱;角色依原文用途分為方法輸入、資料集感測器、執行運算平台、參考或真值量測(reference or ground truth)與比較對象設備。

原文使用的設備
類別型號(原文寫法)角色資料集原文規格出處
LiDARVelodyne VLP-16方法輸入未標示10 Hz (Table IV)(Zuo et al., 2020, Sec. VI; Fig. 4; Table IV)
慣性量測單元(IMU)Xsens IMU (model not reported)方法輸入未標示400 Hz (Table IV)(Zuo et al., 2020, Sec. VI; Fig. 4; Table IV)
相機global-shutter monocular camera (model not reported)方法輸入未標示20 Hz, 1920x1200 (Table IV)(Zuo et al., 2020, Sec. VI; Fig. 4; Table IV)
運算硬體Intel i7-8086k [email protected]執行運算平台未標示desktop computer (Sec. VI-B)(Zuo et al., 2020, Sec. VI-B)
其他VICON motion capture system (model not reported)參考或真值量測Vicon Room sequences原文未報告(Zuo et al., 2020, Sec. VI-B)

作者報告的優勢與限制

優勢

限制

營建工程相關證據

室內測試於浙江大學教學大樓(完工建物)與 Vicon 室;報告長走廊僅見平行平面時的退化,對工地走廊類場景具參考意義(推論),但無工地驗證。

原文驗證環境:模擬、受控實驗、已完工建築

報告的性能數據

以下是原文作者報告的性能數值(author-reported results),不是本研究重新量測的結果。每張圖只並列同一個比較組(comparison group,同一張表、同一組實驗設定)內的方法;不同比較組之間的數值不可直接比較,也不構成排名。

本方法共出現在 5 個比較組,合計 45 筆紀錄。以下列出本方法紀錄最多的 4 組,其餘 1 組列在最後,並連到性能比較頁。

Zuo et al., 2020 · Table III 本方法 16 筆

資料集與序列simulation (virtual room) · 12 Monte-Carlo runs

表格設定(擷取紀錄原文):Monte-Carlo simulation, 12 runs averaged; virtual room with structural planes; 'true' starts from ground-truth calibration, 'bad' from perturbed calibration; IC = IMU-camera subsystem only (Table II settings: LiDAR 7 Hz, camera 10 Hz, IMU 200 Hz, LiDAR point noise 0.03 m) (Zuo et al., 2020, Table III)

ATE (deg), averaged over 12 runs,simulation (virtual room) · 12 Monte-Carlo runs

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Zuo et al., 2020 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:原文未報告;單位:deg;場景:simulated indoor room

資料來源作者報告值(Zuo et al., 2020, Table III)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
LIC-Fusion 2.0 (true w/ calib)本方法原文提出0.118 deg(Zuo et al., 2020, Table III)
LIC-Fusion 2.0 (bad w/ calib)本方法原文提出0.129 deg(Zuo et al., 2020, Table III)
LIC-Fusion 2.0 (bad w/o calib)本方法原文提出0.148 deg(Zuo et al., 2020, Table III)
LIC-Fusion 2.0 (true w/o calib)本方法原文提出0.122 deg(Zuo et al., 2020, Table III)
IMU-camera subsystem (IC true w/o calib)0.159 deg(Zuo et al., 2020, Table III)

Zuo et al., 2020 · Table VI 本方法 14 筆

表格設定(擷取紀錄原文):Averaged ATE of 5 runs on 6 Vicon-room sequences (cluttered room, Vicon ground truth), orientation (deg) and position (m); ATE computed following Zhang and Scaramuzza [23]; '-' = translational error above 20 m. The Average column is printed by the authors (for LIO-MAP and LIC-Fusion it averages only the sequences that did not fail). (Zuo et al., 2020, Table VI)

averaged ATE, orientation (deg),Vicon Room sequences (authors' data) · Seq 1 (42.62 m)

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

  • 失敗

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Zuo et al., 2020 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:原文未報告;對齊方式:原文未報告;單位:deg;場景:indoor Vicon motion-capture room (cluttered)

資料來源作者報告值(Zuo et al., 2020, Table VI)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
LIC-Fusion 2.0本方法原文提出2.537 deg(Zuo et al., 2020, Table VI)
OpenVINS-IC2.625 deg(Zuo et al., 2020, Table VI)
Proposed-LI2.333 deg(Zuo et al., 2020, Table VI)
LOAM5.88 deg(Zuo et al., 2020, Table VI)
LIO-MAP無數值失敗註記(擷取紀錄):failed(Zuo et al., 2020, Table VI)
LIC-Fusion2.345 deg(Zuo et al., 2020, Table VI)

Zuo et al., 2020 · Table V 本方法 7 筆

資料集與序列Teaching Building sequences (authors' data) · Seq 1 (about 108 m)

表格設定(擷取紀錄原文):Averaged start-to-end drift of 5 runs on 7 teaching-building sequences (Zhejiang University) that start and end at the same position; each cell printed as a three-component vector in metres without axis labels; '-' = severe failure with final drift norm larger than 30 m. No scalar is printed, so value is null and the printed vector is kept in metric_as_written. (Zuo et al., 2020, Table V)

averaged start-to-end drift error vector as printed: (0.213, 0.074, 0.338) m,Teaching Building sequences (authors' data) · Seq 1 (about 108 m)

這張表在此指標與資料序列只列出本方法一筆,沒有可並列的其他方法,因此不畫圖,數值與出處見下表。這是 Zuo et al., 2020 在此表設定下報告的數值(author-reported results),不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:平均值(mean);對齊方式:未對齊;單位:m;場景:indoor teaching building (completed building), corridors and stairs

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
LIC-Fusion 2.0本方法原文提出無數值未報告註記(擷取紀錄):other: three-component vector printed, no scalar reported(Zuo et al., 2020, Table V)

Lv et al., 2023 · Table VII 本方法 6 筆

指標APE (RMSE, meter)

表格設定(擷取紀錄原文):Self-collected Vicon Room dataset (indoor, handheld random motion, same rig as YQ: 16-beam LiDAR, camera, IMU); motion-capture ground truth; APE RMSE in metres; all without loop closure (Lv et al., 2023, Table VII)

APE (RMSE, meter),CLIC Vicon Room dataset (authors) · Seq1 (43 m)

只並列這張表在相同設定下報告的方法;以「本方法:」開頭者為本頁方法。失敗、未執行與未報告以標記呈現,不是 0。

按 Tab 進入圖表後,用上下方向鍵逐一瀏覽各類別,Esc 關閉提示框;也可開啟表格檢視閱讀全部數值。

這些是 Lv et al., 2023 在此表設定下報告的數值(author-reported results),只能在同一個比較組內對照,不代表方法在其他資料或設定下的表現。

統計量:均方根誤差(RMSE);對齊方式:原文未報告;單位:m;場景:indoor motion-capture room, handheld

資料來源作者報告值(Lv et al., 2023, Table VII)

數值與出處
方法(原文寫法)報告值出處
LVI-SAM (w/o loop)0.393 m(Lv et al., 2023, Table VII; Sec. VI-C)
LIC-Fusion 2.0 (w/o loop)本方法0.033 m(Lv et al., 2023, Table VII; Sec. VI-C)
CLIC (w/o loop)原文提出0.08 m(Lv et al., 2023, Table VII; Sec. VI-C)

其他比較組

列出其餘 1 個比較組

來源

  • Zuo et al., 2020

    Xingxing Zuo, Yulin Yang, Patrick Geneva, Jiajun Lv, Yong Liu, Guoquan Huang, Marc Pollefeys(2020)LIC-Fusion 2.0: LiDAR-Inertial-Camera Odometry with Sliding-Window Plane-Feature Tracking2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 5112-5119

    同儕審查已出版已讀全文近十年

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