Learned IMU Bias Prediction for Invariant Visual Inertial Odometry
Department of Electrical and Computer Engineering, University of California San Diego(加州大学圣地亚哥分校电气与计算机工程系);Kuwait University(科威特大学);Department of Computer Science, Rice University(里士满大学计算机科学系)
针对将IMU偏置引入不变滤波器状态会破坏李群对称性的问题,提出用神经网络基于历史IMU序列预测偏置,结合不变MSCKF实现鲁棒视觉惯性里程计,长时间无视觉时仍有效。
2025-10-03 cs.RO
How IMU Drift Influences Multi-Radar Inertial Odometry for Ground Robots in Subterranean Terrains
Swedish Department of Energy(瑞典能源部);LKAB;Sustainable Underground Mining (SUM) Academy Programme(可持续地下采矿(SUM)学院计划)
本文提出一种两阶段MRIO框架,通过IMU偏移估计和雷达数据融合,提升地下环境中机器人定位和映射的鲁棒性。
2026-02-27 cs.RO
Radar-Inertial Odometry with Online Spatio-Temporal Calibration via Continuous-Time IMU Modeling
University of Zagreb Faculty of Electrical Engineering and Computing, Laboratory for Autonomous Systems and Mobile Robotics (LAMOR)(泽格布大学电子工程与计算学院,自主系统与移动机器人实验室);Calirad d.o.o.(Calirad公司)
本文提出基于连续时间惯性测量模型的雷达-惯性里程计框架,实现在线空间和时间校准,无需依赖扫描匹配或环境假设,提高鲁棒性。
2026-03-20 cs.RO
Modeling Varying Camera-IMU Time Offset in Optimization-Based Visual-Inertial Odometry
Tencent AI Lab(腾讯人工智能实验室)
结合相机和惯性测量单元(IMU)已被证明在运动跟踪中是有效的,因为这两种传感模式提供了适合融合的互补特性。虽然大多数作品都专注于全局快门相机和同步传感器测量,但消费级设备大多配备卷帘快门相机,并且存在传感器同步不完善的问题。在这项工作中,我们提出了一个非线性优化为基础的单目视觉惯性里程计(VIO)与变化的相机IMU的时间偏移建模为一个未知变量。我们的方法能够以统一的方式处理卷帘快门效应和不完美的传感器同步。此外,我们引入了一个有效的算法,动态规划和红黑树的基础上,以加快IMU集成在变长的时间间隔在优化过程中。一个不确定性感知的初始化也提出了启动VIO鲁棒。Euroc数据集和手机数据的最先进的方法的比较,以验证我们的方法的有效性。
2018-10-12 cs.CV cs.RO
LoCal-RIO: Radar-Inertial Odometry with Loop-Closure IMU Bias Calibration
Intelligent Space Robotics Laboratory(智能空间机器人实验室);Center for Digital Engineering(数字工程中心);Skolkovo Institute of Science and Technology(斯克尔科沃科学与技术研究院)
提出一种层级紧耦合雷达-惯性因子图,通过高速重置图与持久全局图解耦估计,注入完全可观测的偏置先验以抑制漂移,实现高精度低延迟估计。
2026-09-21 cs.RO
AirIMU: Learning Uncertainty Propagation for Inertial Odometry
Robotics Institute, Carnegie Mellon University(卡内基梅隆大学机器人研究所);University at Buffalo(布法罗大学);OPPO US Research Center(OPPO美国研究中心)
针对传统惯性里程计噪声模型简化、数据驱动方法泛化性差的问题,提出混合框架AirIMU,结合数据驱动估计非确定性误差与基于模型方法提升泛化性,在多类IMU和多平台上验证有效,位姿图优化精度提升31.6%。
2024-05-15 cs.AI cs.RO
Tightly Coupled Optimization-based GPS-Visual-Inertial Odometry with Online Calibration and Initialization
South China University of Technology(华南理工大学);City University of Hong Kong(香港城市大学)
本文提出了一种基于紧密耦合优化的GPS-视觉-惯性里程计系统,以解决视觉-惯性里程计的轨迹漂移问题,特别是在长时间运行时。视觉重投影残差、IMU残差和GPS测量残差在局部束平差中联合最小化,其中我们应用GPS测量值和用于IMU残差的IMU预积分来制定新的GPS残差。为了提高系统的效率和鲁棒性,提出了一种快速的参考坐标初始化方法和一种在线的GPS-IMU外部和时间偏移校准方法。此外,我们进一步测试我们的在线校准方法的性能和收敛性。EuRoC数据集上的实验结果表明,我们的方法始终优于其他紧耦合和松耦合的方法。同时,该系统在KAIST数据集上进行了验证,证明了该系统在视觉或GPS故障的情况下能够很好地工作。
2022-03-05 cs.RO
Visual-Inertial Odometry of Aerial Robots
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);University of Zurich(苏黎世大学)
视觉惯性里程计(VIO)是估计智能体的状态(姿态和速度)的过程(例如,空中机器人)。VIO是GPS和基于激光雷达的里程计的唯一可行的替代方案,以实现精确的状态估计。由于相机和IMU都非常便宜,这些传感器类型在当今所有的空中机器人中无处不在。
2019-06-14 cs.RO
Tightly-Coupled LiDAR-IMU-Leg Odometry with Online Learned Leg Kinematics Incorporating Foot Tactile Information
Space Robotics Lab., Dept. Aerospace Eng., Tohoku University, Japan(东京东京大学航空航天工程系空间机器人实验室,日本);Dept. of Information Technology and Human Factors, the National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Japan(日本国家先进工业科学和技术研究院信息科技与人因系)
本文提出一种紧耦合LiDAR-IMU-腿里程计,通过在线学习融合足部触觉信息的神经腿部运动学模型,并在统一因子图上联合优化模型训练与里程计估计,在无特征和可变形地形中优于现有方法。
2025-07-02 cs.AI cs.LG cs.RO
Online Multi-IMU Calibration Using Visual-Inertial Odometry
本文提出一种基于EKF的集中式多IMU滤波器框架,支持未同步IMU的在线内外参标定,无需刚体几何约束,实验证明其多IMU融合优于单IMU且精度媲美现有优化器。
2024-01-04 cs.RO
D$^2$-LIO: Enhanced Optimization for LiDAR-IMU Odometry Considering Directional Degeneracy
School of Electronic and Information Engineering, Beihang University(北京航空航天大学电子与信息工程学院)
针对激光雷达特征退化导致LIO状态估计不可靠的问题,提出集成自适应抗外点匹配与扫描到子图配准的增强框架,通过动态阈值、IMU辅助配准及融合协方差与退化度量的加权矩阵,在稀疏/退化环境中鲁棒性与精度优于现有方法。
2025-08-20 cs.RO
Versatile Land Navigation Using Inertial Sensors and Odometry: Self-calibration, In-motion Alignment and Positioning
Central South University(中南大学)
惯性测量单元(IMU)和里程表已成为在全球定位系统(GPS)拒绝场景中用于自主陆地导航的常用传感器。本文系统地提出了一种通用的策略,自主的陆地车辆导航使用的惯性测量单元和里程表。具体而言,本文提出了一种自校准和细化方法的IMU/里程表集成,是能够克服的失准参数的显着变化,这是由许多不可避免的和不利的因素,如负载变化,加油和环境温度引起的。还设计了一种里程表辅助的IMU运动对准算法,即使在车辆自由行驶时也能实现第一响应功能。通过远程实际测试,成功地证明和验证了通用的策略。
2014-09-02 cs.RO
SE(3)-LIO: Smooth IMU Propagation With Jointly Distributed Poses on SE(3) Manifold for Accurate and Robust LiDAR-Inertial Odometry
School of Electrical Engineering, KAIST (Korea Advanced Institute of Science and Technology)(韩国科学技术院电子工程学院);Hanwha Aerospace(翰威航宇)
本文提出SE(3)-LIO,通过在SE(3)流形上联合分布姿态的IMU传播和不确定性感知运动补偿,解决现有方法在运动预测和补偿中的不足,提升LiDAR-惯性里程计的准确性与鲁棒性。
2026-03-17 cs.RO
Tightly Coupled 3D Lidar Inertial Odometry and Mapping
RAM-LAB(机器人与自动化实验室);Hong Kong University of Science and Technology(香港科技大学)
自我运动估计是大多数移动机器人应用的基本要求。通过传感器融合,我们可以弥补独立传感器的不足,并提供更可靠的估计。本文介绍了一种紧耦合的激光雷达-惯性测量组合融合方法。通过联合最大限度地减少来自激光雷达和IMU测量的成本,激光雷达-IMU测距法(LIO)可以在长期实验后以可接受的漂移表现良好,即使在激光雷达测量可能降级的挑战性情况下。此外,为了获得更可靠的激光雷达位姿估计,提出了一种旋转约束的细化算法(LIO映射),以进一步对准激光雷达位姿与全球地图。实验结果表明,该方法可以估计的姿态传感器对的IMU更新率与高精度,即使在快速运动条件下或不足的功能。
2019-04-15 cs.CV cs.RO
Tightly-Coupled LiDAR-IMU-Wheel Odometry with an Online Neural Kinematic Model Learning via Factor Graph Optimization
The Space Robotics Lab. in the Department of Aerospace Engineering, Graduate School of Engineering, Tohoku University(东京大学工学研究生院航空航天工程系空间机器人实验室);National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST)(国家先进工业科学与技术研究院)
针对点云退化与运动学模型非线性误差,提出基于因子图在线训练神经网络的LiDAR-IMU-轮式紧耦合里程计,提升复杂环境下的估计鲁棒性。
2025-04-23 cs.RO
AirIO: Learning Inertial Odometry with Enhanced IMU Feature Observability
Robotics Institute, Carnegie Mellon University(机器人研究所,卡内基梅隆大学)
针对现有基于学习的惯性里程计难以泛化到无人机高动态飞行场景的问题,提出AirIO方法,通过保留IMU机体坐标系表示、显式编码姿态信息,结合AirIMU校正模型与不确定性感知EKF,显著提升了无人机状态估计精度与泛化性。
2025-06-16 cs.CV cs.LG cs.RO
Direct Visual-Inertial Odometry with Semi-Dense Mapping
University of Kansas(堪萨斯大学)
本文介绍了一种直接视觉-惯性测距系统。特别是,紧耦合的非线性优化的方法,提出了通过集成在直接密集跟踪和惯性测量单元(IMU)的预集成的最新进展,和因子图优化是适应于估计相机的位姿和重建半密集地图。两个滑动窗口保持在所提出的方法。第一种是基于直接稀疏测距法(DSO)的深度估计,用于映射和密集视觉跟踪。在第二个,测量从IMU预集成和密集的视觉跟踪融合概率使用紧耦合,基于优化的传感器融合框架。因此,IMU预积分提供了额外的约束以抑制由视觉里程计引起的标度漂移。在真实世界基准数据集上的评估表明,该方法在室内场景中取得了有竞争力的结果。
2019-10-04 cs.CV cs.RO
UMS-VINS: United Monocular-Stereo Features for Visual-Inertial Tightly Coupled Odometry
Beijing Institute of Technology(北京理工大学)
本文将单目立体联合特征引入到视觉-惯性紧耦合里程计(UMS-VINS)中,用于鲁棒的位姿估计。UMS-VINS需要两个相机和一个低成本的惯性测量单元(IMU)。UMS-VINS是VINS-FUSION的演变,它从以下三个方面修改了VINS-FUSION。1)UMS-VINS从亚像素平面提取和跟踪特征,以实现特征的更好位置。2)UMS-VINS从左和/或右相机引入额外的二维特征。3)如果视觉初始化失败,则IMU传播直接用于位姿估计,并且如果视觉-IMU对准失败,则UMS-VINS通过视觉里程计估计位姿。公开数据集和新的真实世界的实验表明,所提出的UMS-VINS优于VINS-FUSION从定位精度,定位鲁棒性和环境适应性的角度来看。
2023-03-15 cs.RO
DM-VIO: Delayed Marginalization Visual-Inertial Odometry
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
我们提出了DM-VIO,一个单目视觉惯性里程计系统的基础上,两个新的技术称为延迟边缘化和姿态图束调整。DM-VIO使用视觉残差的动态权重执行光度光束法平差。我们采用边缘化,这是一种流行的策略,以保持更新时间的约束,但它不能轻易逆转,和线性化点的连接变量必须是固定的。为了克服这一点,我们提出了延迟边缘化:这个想法是保持第二个因素图,边缘化是延迟的。这使我们能够稍后重新调整这个延迟的图,从而产生更新的边缘化,并具有新的一致的线性化点。此外,延迟边缘化使我们能够将IMU信息注入已经边缘化的国家。这是建议的姿态图光束法平差,我们使用的IMU初始化的基础。与先前的IMU初始化工作相比,它能够捕获完整的光度不确定性,改善尺度估计。为了应对最初不可观测的尺度,在IMU初始化完成后,我们继续优化主系统中的尺度和重力方向。我们在EuRoC,TUM-VI和4Seasons数据集上评估了我们的系统,这些数据集包括飞行无人机,大型手持设备和汽车场景。由于所提出的IMU初始化,我们的系统超过了最先进的视觉惯性里程计,甚至优于立体惯性方法,同时只使用一个相机和IMU。该代码将在http://vision.in.tum.de/dm-vio上发布
2022-01-11 cs.CV cs.RO
M-LIO: Multi-lidar, multi-IMU odometry with sensor dropout tolerance
Scania(斯堪尼亚)
提出M-LIO系统,通过因子图融合多激光雷达、多IMU与GNSS数据,并引入新颖同步融合机制应对信号丢失,实验证明其相比单传感器估计器显著降低了平移与旋转误差。
2022-10-09 cs.RO
Vision-Aided Absolute Trajectory Estimation Using an Unsupervised Deep Network with Online Error Correction
GTS;US Army Research Laboratory(美国陆军研究实验室)
我们提出了一种无监督的深度神经网络方法来融合RGB-D图像与惯性测量,以进行绝对轨迹估计。我们的网络被称为视觉惯性测距学习器(VIOLearner),学习在没有惯性测量单元(IMU)内部参数(对应于陀螺仪和加速度计偏差或白噪声)或IMU和相机之间的外部校准的情况下执行视觉惯性测距(VIO)。该网络学习整合IMU测量值并生成假设轨迹,然后根据缩放图像投影误差相对于像素坐标空间网格的雅可比矩阵在线校正这些假设轨迹。我们评估了我们的网络对国家的最先进的(SOA)视觉惯性里程计,视觉里程计,视觉同时定位与地图构建(VSLAM)的KITTI里程计数据集的方法,并展示了竞争力的里程计性能。
2018-03-08 cs.CV cs.RO
IDOL: A Framework for IMU-DVS Odometry using Lines
ETH Zurich(苏黎世联邦理工学院);University of Technology Sydney(悉尼科技大学)
在本文中,我们介绍了IDOL,一个基于优化的框架IMU-DVS里程使用线。事件摄像机,也称为动态视觉传感器(DVS),生成高度异步的事件流,触发每个像素的照明变化。这种新颖的范例在低光照条件和高速运动中具有优势。然而,这种非传统的传感方式带来了新的挑战,执行场景重建或运动估计。所提出的方法提供了利用惯性读数的连续时间表示将每个事件与及时准确的惯性数据相关联。该方法的前端提取属于环境中线段的事件集群,而后端通过最小化单个事件与图像空间中线条投影之间的点到线距离来估计线条3D位置旁边的系统轨迹。提出了一种新的吸引/排斥机制,以准确地估计线的端点,避免显式检测的事件数据。所提出的方法是基准对最先进的基于帧的视觉惯性里程框架使用公共数据集。结果表明,IDOL在大多数数据集上的表现都是相同的数量级,甚至表现出更好的方向估计。这些发现可能对DVS的新算法产生重大影响。
2020-08-13 cs.RO
\textbf{PLATO}: \emph{Preintegration Learning from Accurate Trajectory Observations} for Neural Inertial Odometry
针对神经惯性里程计中预积分对IMU偏置和噪声敏感的问题,提出PLATO框架,利用精确轨迹观测联合学习NODE建模的偏置动态和噪声协方差,通过双伴随优化似然,在EuRoC和水下实验中验证了改进性能与鲁棒性。
2026-09-09 cs.RO cs.SY eess.SY
DeepVIO: Self-supervised Deep Learning of Monocular Visual Inertial Odometry using 3D Geometric Constraints
CloudMinds Technologies Inc.(达闼科技有限公司)
本文提出了一种用于单目视觉惯性测距的自监督深度学习网络(DeepVIO)。DeepVIO通过直接合并2D光流特征(OFF)和惯性测量单元(IMU)数据来提供绝对轨迹估计。该方法首先利用立体序列估计场景的深度和密集三维点云,然后获取三维光流和6自由度位姿等三维几何约束作为监控信号。注意,这样的3D光流示出了对动态对象和无纹理环境的鲁棒性和准确性。在DeepVIO训练中,2D光流网络受到其对应的3D光流投影的约束,并且通过最小化来自自我运动约束的损失函数来学习LSTM风格的IMU预积分网络和融合网络。此外,我们采用了一种IMU状态更新方案,通过更新额外的陀螺仪和加速度计的偏差,以改善IMU的姿态估计。在KITTI和EuRoC数据集上的实验结果表明,DeepVIO在准确性和数据适应性方面优于最先进的基于学习的方法。与传统方法相比,DeepVIO减少了不准确的相机-IMU校准,不同步和丢失数据的影响。
2019-06-28 cs.CV cs.RO
The TUM VI Benchmark for Evaluating Visual-Inertial Odometry
Technical University of Munich(慕尼黑工业大学)
视觉里程计和SLAM方法在诸如增强现实或机器人技术的领域中具有各种各样的应用。视觉传感器与惯性测量的互补极大地提高了跟踪精度和鲁棒性,从而引起了人们对视觉惯性(VI)里程计方法发展的极大兴趣。在本文中,我们提出了TUM VI基准,一个新的数据集,在不同的场景中的一组不同的序列,用于评估VI里程计。它提供分辨率为1024x1024(20 Hz)、高动态范围和光度校准的相机图像。IMU以200 Hz的频率测量3个轴上的加速度和角速度,而摄像机和IMU传感器在硬件中是时间同步的。对于轨迹评估,我们还在序列的开始和结束时以高频率(120 Hz)提供来自运动捕捉系统的准确姿势地面实况,我们将其与相机和IMU测量结果准确对齐。包含原始数据和校准数据的完整数据集是公开的。我们还在我们的数据集上评估了最先进的VI里程计方法。
2020-03-09 cs.CV cs.RO
Deep IMU Bias Inference for Robust Visual-Inertial Odometry with Factor Graphs
University of Oxford(牛津大学);Georgia Institute of Technology(佐治亚理工学院)
针对视觉失效下VIO易发散的问题,提出用LSTM和Transformer学习IMU偏置演化的方法,可泛化到未见过的运动模式,平均降低15%漂移率,且跨运动模式无需重训练。
2022-11-08 cs.RO
IMU-Aided Event-based Stereo Visual Odometry
School of Robotics, Hunan University(湖南大学机器人学院)
本文改进基于事件的立体视觉里程计直接流程,通过事件局部动态的边缘像素采样、时序与静态立体融合及陀螺仪预积分先验,提升建图效率、完整性与6-DoF位姿跟踪精度,并开源系统。
2024-05-07 cs.CV cs.RO
Flight-Ready LiDAR-Inertial Odometry for Embedded Drone Platforms
Centre for Automation and Robotics C.A.R. (UPM-CSIC), Universidad Politécnica de Madrid(马德里理工大学自动化与机器人技术中心C.A.R.(马德里理工大学-西班牙科学研究委员会))
研究针对开源LIO系统在无人机应用时的不足,识别其架构缺陷,通过IMU速率前向传播等改进,提升里程计输出频率至200Hz,保持数据连续性,经无人机实验验证,改进可直接用于FAST-LIO2相关实现。
2026-07-27 cs.RO
A2I-Calib: An Anti-noise Active Multi-IMU Spatial-temporal Calibration Framework for Legged Robots
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
本文提出A²I-Calib框架,通过抗噪声轨迹生成器和强化学习控制器实现足式机器人多IMU的自主时空标定,显著降低噪声敏感性与标定误差,从而提升多IMU里程计性能。
2025-03-10 cs.RO
IMU-Bench: Benchmarking Wrist IMU Representations Across Kinematic, Semantic and Clinical Tasks
本文提出IMU-Bench基准,对比6种自监督方法在10项腕部IMU相关任务的性能,发现掩码自编码器InrtlWrist表现最优,揭示任务监督信号的迁移特性。
2026-10-15 cs.AI cs.RO
TLIO: Tight Learned Inertial Odometry
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学);Facebook Reality Labs(Facebook现实实验室)
在这项工作中,我们提出了一个紧耦合的扩展卡尔曼滤波器的框架,只有惯性测量单元的状态估计。捷联式IMU测量提供基于IMU运动学运动模型的相对状态估计。然而,测量值的积分对传感器偏差和噪声敏感,导致几秒钟内的显著漂移。Yan等人(RoNIN)和Chen等人(IONet)的最新研究表明,使用经过训练的神经网络能够从IMU数据片段中获得准确的2D位移估计,并通过连接它们获得良好的位置估计。本文展示了一个回归3D位移估计及其不确定性的网络,使我们能够将相对状态测量紧密融合到随机克隆EKF中,以解决姿态,速度和传感器偏差。我们表明,我们的网络,从耳机的行人数据训练,可以产生统计上一致的测量和不确定性被用作过滤器中的更新步骤,和紧耦合系统优于速度积分方法的位置估计,和AHRS姿态过滤器的方向估计。
2020-07-10 cs.CV cs.LG cs.RO
Neural Inertial Odometry from Lie Events
Department of Computer Science, University of Pennsylvania(计算机科学系,宾夕法尼亚大学)
针对神经位移先验对 IMU 采样率和轨迹剖面泛化不足的问题,提出基于 Lie 事件与归一化 Lie 极性的输入表示,将下游惯性里程计轨迹误差最高降低 21%。
2025-05-14 cs.RO
AI-IO: An Aerodynamics-Inspired Real-Time Inertial Odometry for Quadrotors
Shanghai Jiao Tong University(上海交通大学)
本文提出了一种基于变压器的AI-IO方法,通过引入旋翼速度测量提升四旋翼惯性里程计的精度和实时性能。
2026-02-28 cs.RO
CKANIO: Learnable Chebyshev Polynomials for Inertial Odometry
Department of Information and Communication Engineering, Xiamen University, China(厦门大学信息与通信工程系);Department of Electronic Science, Xiamen University, China(厦门大学电子科学系)
本文提出CKANIO,首个将可解释的切比雪夫KAN网络用于惯性里程计,通过残差架构建模IMU非线性运动,在五个公开数据集上验证了有效性。
2025-10-16 cs.RO
Continuous-Time Spline Visual-Inertial Odometry
University of Minnesota Twin Cities(明尼苏达大学双城分校);Minnesota Robotics Institute(明尼苏达机器人研究所)
我们提出了一个连续时间样条为基础的制定视觉惯性里程计(VIO)。具体来说,我们的姿势作为一个三次样条,其时间导数用于合成线加速度和角速度,这是比较从惯性测量单元(IMU)的最佳状态估计的测量。样条边界条件在摄像机和IMU之间建立约束,我们将VIO表示为约束非线性优化问题。连续时间姿态表示使得解决许多VIO挑战成为可能,例如,卷帘快门失真和传感器可能缺乏同步。我们在两个公开的数据集上进行实验,证明了我们的方法的最先进的准确性和实时计算效率。
2022-02-18 cs.RO
Quantifying Motion Excitation for Metric Scale Observability in Monocular Visual-Inertial Odometry
Maharishi International University(玛赫西国际大学);University of Zagreb(萨格勒布大学)
本文提出通过轨迹依赖的可观测性分析,揭示曲率产生的加速度是连接尺度与惯性状态的关键,通过IMU模型中的重力加速度不对称性推导可观测性矩阵的秩条件,并提出轻量级激励度量,实验验证了轨迹设计对提升度量尺度恢复的有效性。
2026-09-16 cs.RO
LIC-Fusion: LiDAR-Inertial-Camera Odometry
Zhejiang University(浙江大学);University of Delaware(特拉华大学)
提出了一种紧耦合的多传感器融合算法LiDAR-惯性相机融合(LIC-Fusion),该算法有效地融合了IMU测量、稀疏视觉特征和提取的LiDAR点。特别是,拟议的LIC融合执行所有三个异步传感器之间的在线空间和时间传感器校准,以补偿可能的校准变化。其主要贡献是在一个有效的基于MSCKF的框架内,对从LiDAR扫描中检测和跟踪的稀疏边缘/冲浪特征点进行最佳(线性化误差)多模态传感器融合,同时进行稀疏视觉特征观测和IMU读数。我们在室内和室外环境中进行了广泛的实验,表明所提出的LIC融合在估计精度和对侵略性运动的鲁棒性方面优于最先进的视觉惯性测距法(VIO)和LiDAR测距法。
2019-11-01 cs.RO
TRaIL-Odom: Tightly Coupled Continuous Time Radar-IMU-LiDAR Odometry with Adaptive Doppler Weighting
Seoul National University(首尔国立大学);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);Robotics and AI Institute(机器人与人工智能研究院)
TRaIL-Odom提出紧耦合雷达-IMU-激光雷达里程计的自适应多普勒加权模块,在13个序列上达SOTA,退化场景优势显著, ablation实验降RMSE ATE和RTE达86.0%、78.5%。
2026-09-04 cs.RO
LiDAR-Inertial Odometry Based on Extended Kalman Filter
Institute of Innovation for Future Society, Nagoya University(名古屋大学未来社会创新研究所);LOCT Co., Ltd.(LOCT有限公司);Graduate School of Science and Technology, University of Tsukuba(筑波大学理工学研究科)
提出基于扩展卡尔曼滤波器的KLIO激光雷达-惯性里程计,利用IMU预积分和扫描匹配计算先验与似然,实现精确轨迹跟踪与建图,精度媲美最先进方法。
2024-07-22 cs.RO
EqNIO: Subequivariant Neural Inertial Odometry
University of Pennsylvania(宾夕法尼亚大学)
针对神经惯性里程计未考虑IMU数据物理旋转-反射对称性导致泛化受限的问题,提出EqNIO框架,通过三步等变处理设计网络,在多个数据集上表现优于现有方法。
2024-10-10 cs.CV cs.RO
Adaptive VIO: Deep Visual-Inertial Odometry with Online Continual Learning
PKU-SenseTime Joint Lab of MV(北京大学-商汤科技视觉联合实验室);Peking University(北京大学)
提出自适应VIO,将在线持续学习与传统非线性优化结合,通过神经网络预测视觉对应和IMU偏置并反馈优化,在EuRoC和TUM-VI上超越学习式方法,媲美优化式方法。
2024-05-27 cs.RO
Robust Real-time LiDAR-inertial Initialization
University of Hong Kong(香港大学)
对于大多数LiDAR惯性里程计,精确的初始状态,包括LiDAR和6轴IMU之间的时间偏移和外部转换,起着重要的作用,通常被认为是先决条件。然而,这样的信息在定制的LiDAR惯性系统中可能并不总是可用的。在本文中,我们提出了LI-Init:一个完整的和实时的【形】LiDAR-惯性系统初始化过程,校准LiDAR和IMU之间的时间偏移和外部参数,以及重力矢量和IMU的偏差对齐状态估计从LiDAR测量与测量的IMU。我们将所提出的方法实现为初始化模块,如果启用,则自动检测所收集数据的激励程度,并在运行中校准时间偏移,外部,重力矢量和IMU偏差,然后将其用作实时的【形】LiDAR惯性测距系统的高质量初始状态值。不同类型的激光雷达和激光雷达惯性组合进行的实验表明,我们的初始化方法的鲁棒性,适应性和效率。我们的LiDAR惯性初始化程序LI-Init和测试数据的实现在Github上开源,并集成到最先进的LiDAR惯性测距系统FAST-LIO 2中。
2022-09-15 cs.RO
Learning-based Airflow Inertial Odometry for MAVs using Thermal Anemometers in a GPS and vision denied environment
Institut des Systemes Intelligents et de Robotique - ISIR, Sorbonne University, CNRS, UMR 7222(智能系统与机器人研究所、索邦大学、CNRS、UMR 7222)
针对无GPS和视觉环境下MAV测速难题,提出融合热风速计等多传感器的气流惯性里程计方案,用GRU网络估计空速、带偏差模型的观测器融合数据,有效降低位置漂移,且代码开源。
2025-05-21 cs.AI cs.LG cs.RO
Equivariant Filter for Radar-Inertial Odometry
Hexagon Robotics, Zurich, Switzerland(瑞士茨里希霍克斯集团机器人技术有限公司)
本文提出基于李群对称性的等变滤波器EqF,用于改进雷达-惯性里程计RIO,通过几何耦合导航状态与IMU偏置,提升鲁棒性和初始化精度。
2026-04-24 cs.RO
LiDAR Odometry Survey: Recent Advancements and Remaining Challenges
Seoul National University(首尔大学)
本综述全面梳理LiDAR里程计技术,按传感器集成方式分类分析最新进展,并探讨现有挑战、未来方向及公开数据集与评估方法。
2023-12-29 cs.RO
A Robust Approach for LiDAR-Inertial Odometry Without Sensor-Specific Modeling
University of Bonn, Center for Robotics(波恩大学机器人中心)
本文提出一种无需传感器特定建模的鲁棒激光雷达-惯性里程计方法,通过简化惯性测量单元积分模型和直接扫描到地图的激光雷达配准,提升整体里程计性能,并在多种机器人传感器和平台数据集上验证了其鲁棒性。
2026-04-16 cs.RO
Ground-Optimized 4D Radar-Inertial Odometry via Continuous Velocity Integration using Gaussian Process
Robotics and AI (RAI) Institute(机器人与人工智能研究所);Institute of Advanced Machines and Design(先进机械与设计研究所)
针对雷达惯性里程计中地面点噪声和异步数据流问题,提出地面优化噪声过滤与基于高斯过程的连续速度预积分方法,实现6自由度运动估计,垂直漂移小于1%。
2025-02-22 cs.RO
FusionCore: A 23-State Unscented Kalman Filter for IMU, Wheel Encoder, GPS, and Visual SLAM Fusion in ROS 2
Independent Researcher(独立研究者)
提出FusionCore,一个基于23状态无迹卡尔曼滤波器的开源ROS 2传感器融合包,通过在线估计轮式编码器偏航率偏差、GPS ECEF原生处理、自适应噪声协方差和VSLAM位姿融合,在12个NCLT序列上比robot_localization取得更低的绝对轨迹误差。
2026-05-24 cs.RO eess.SP
Observability Analysis and Keyframe-Based Filtering for Visual Inertial Odometry with Full Self-Calibration
Wuhan University(武汉大学);Wuhan Institute of Quantum Technology(武汉量子技术研究院);ETH Zürich(苏黎世联邦理工学院);The Ohio State University(俄亥俄州立大学)
摄像机-惯性测量单元(IMU)传感器融合是近几十年来研究的热点。许多可观性分析和融合方案的运动估计与自校准已经提出。然而,它一直是不确定的相机和惯性测量单元的内部参数是否是可观察的一般运动。为了回答这个问题,通过使用李导数,我们首先证明,对于卷帘快门(RS)相机IMU系统,所有的内在和外在参数,相机的时间偏移,和RS相机的读出时间,是可观察的一个未知的地标。据我们所知,我们是第一个提出这种证明的。接下来,为了验证这种分析并解决静止期间无结构滤波器的漂移问题,我们开发了一种基于关键帧的滑动窗口滤波器(Kestra)用于里程计和自校准,它与单目RS相机或立体RS相机一起工作。虽然关键帧的概念在基于视觉的传感器融合中被广泛使用,但据我们所知,KARDEN是第一个支持自校准的同类产品。我们的模拟和真实数据测试已经验证了,它是可以完全校准的摄像头IMU系统使用不同的运动下的机会地标的观察。实际数据测试证实了先前的典故,即在状态向量中保留地标可以弥补静止时的漂移,并表明基于关键帧的方案是一种替代解决方案。
2022-05-02 cs.RO
LBDU-VIO: Learned Bias Dynamics and Uncertainty for Visual-Inertial Odometry with Unreliable Vision
Beijing Institute of Technology(北京理工大学)
针对视觉不可靠时传统MSCKF鲁棒性不足的问题,提出LBDU-VIO,用神经ODE建模偏置动力学并预测IMU不确定性,在EuRoC和TUM-VI上降低误差,视觉中断时相对S-MSCKF误差降低25.1%。
2026-10-01 cs.RO
Airflow-Inertial Odometry for Resilient State Estimation on Multirotors
Massachusetts Institute of Technology(麻省理工学院)
我们提出了一个航位推算策略,增加弹性的位置估计故障的多旋翼,只使用低成本的IMU和新颖的,生物启发的气流传感器的数据。这个目标是具有挑战性的,因为低成本的IMU会受到大的噪声和漂移的影响,而螺旋桨和风引起的干扰使3D气流传感变得困难。我们的方法依赖于深度学习策略来解释生物启发传感器的测量结果,风速地图来补偿位置相关的风,以及过滤器来融合信息并生成姿势和速度估计。我们的研究结果表明,在无风环境中位置传感器故障后30秒内,该方法可将仅IMU航位推算的漂移降低高达一个数量级,并且可以补偿湍流和空间变化风的挑战性影响。
2021-05-27 cs.RO
Pushing Radar Odometry Beyond the Pavement: Current Capabilities and Challenges
Texas A&M University(德克萨斯理工大学);DEVCOM Army Research Laboratory(国防部陆军研究实验室)
本文研究雷达在非公路环境中的里程计潜力,提出两个基线方法以应对复杂运动和地面回波问题,实验表明其在挑战性路线中提升轨迹估计效果。
2026-04-27 cs.RO
The Setting of IMU Parameters in Kalman Filtering-based Information Fusion
Tongji University(同济大学)
该研究针对卡尔曼滤波信息融合中IMU参数设置难题,提出基于Allan方差校准的方法,验证了其在两类IMU传感器融合系统中的可行性与有效性。
2026-08-26 cs.RO cs.SY eess.SY
OxIOD: The Dataset for Deep Inertial Odometry
University of Oxford(牛津大学)
微机电(MEMS)技术的进步使惯性测量单元(IMU)变得小巧、便宜、节能,并广泛用于智能手机、机器人和无人机。利用惯性数据进行准确可靠的导航和定位已经吸引了大量的研究和工业兴趣,因为IMU测量完全以自我为中心,并且通常与环境无关。最近的研究表明,通过使用深度神经网络(DNN),例如IONet,可以显著减轻漂移的臭名昭著的问题。然而,缺乏足够的标记数据来训练和测试各种架构,限制了在基于IMU的任务中采用DNN的扩散。在本文中,我们提出并发布了牛津惯性里程计数据集(OxIOD),这是用于惯性里程计研究的首个同类数据汇集,所有序列都具有地面真实标签。我们的数据集包含158个序列,总距离超过42公里,远大于以前的惯性数据集。该数据集的另一个显着特征在于其多样性,可以反映基于手机的IMU在各种日常使用中的复杂运动。测量结果是通过四种不同的附件(手持、口袋里、手提包里和手推车上)、四种运动模式(停下来、慢慢走、正常行走和跑步)、五种不同的用户、四种类型的现成设备收集的。现成的消费者手机,以及办公楼的大规模本地化。进行了深度惯性跟踪实验,以显示我们的数据集在训练深度神经网络模型方面的有效性,并评估基于学习和基于模型的算法。OxIOD数据集可从以下网址获得:http://deepio.cs.ox.ac.uk
2018-09-20 cs.CV cs.LG cs.RO