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#論文# PVI-DSO: Leveraging Planar Regularities for Direct Sparse Visual-Inertial Odometry

論文地址：https://arxiv.org/abs/2204.02635

作者單位：武漢大學(xué) 東北大學(xué) ?

基于直接法的單目視覺(jué)慣性里程計(jì)(VIO)可以利用圖像中所有可用像素來(lái)估計(jì)相機(jī)運(yùn)動(dòng)并重建環(huán)境。更稠密的地圖重建提供了更多的環(huán)境信息，更容易提取結(jié)構(gòu)和平面規(guī)律。本文提出了一種利用平面規(guī)律(PVI-DSO)的單目直接稀疏視覺(jué)慣性里程計(jì)。該系統(tǒng)從三維點(diǎn)云生成的三維網(wǎng)格中檢測(cè)共面信息，并利用共面參數(shù)引入共面約束。為了減少計(jì)算量和提高緊湊性，直接將平面距離代價(jià)作為平面參數(shù)的先驗(yàn)信息。我們?cè)诠矓?shù)據(jù)集上進(jìn)行消融實(shí)驗(yàn)，并將我們的系統(tǒng)與其他最先進(jìn)的算法進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了利用平面信息可以提高基于直接方法的VIO系統(tǒng)的精度。

本文貢獻(xiàn)如下：

1、據(jù)我們所知，PVI-DSO是第一個(gè)融合共面約束的直接稀疏視覺(jué)慣性里程計(jì)

2、我們?cè)谥苯臃ㄖ幸牍裁纥c(diǎn)參數(shù)化來(lái)構(gòu)造光度誤差約束。本文所采用的平面距離代價(jià)將共面約束轉(zhuǎn)化為平面先驗(yàn)，在不增加額外計(jì)算代價(jià)的情況下，可以在優(yōu)化過(guò)程中強(qiáng)制執(zhí)行共面約束。

3、我們?cè)诰哂刑魬?zhàn)性的EuRoC和TUMVI數(shù)據(jù)集上設(shè)計(jì)了大量的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，將IMU約束和共面規(guī)律融合到直接方法中的PVI-DSO方法優(yōu)于現(xiàn)有方法。

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