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[Paper Reading] VINS-Multi: A Robust Asynchronous Multi-camera-IMU State Estimator


VINS-Multi: A Robust Asynchronous Multi-camera-IMU State Estimator [WXS24] Arxiv 2024
Author: Luqi Wang, Yang Xu and Shaojie Shen

针对的问题:

  • 单相机鲁棒性不够(某些场景下稳定的特征点过少)
  • 多相机同步,带来设备昂贵的问题,错误的触发信号也会降低系统的鲁棒性
  • 仅使用多相机,利用 B 样条来插值以对运动轨迹进行建模,会丢失自由度,引入IMU

提出的方法:

  • 使用多个相机,获取更多的环境信息

  • 总最大特征点数目恒定,动态分配各个相机的最大特征点数目,使得最后所有相机的特征点跟踪率一致,也就是特征点少的相机就不应该跟踪太多点,特征点多的相机就多跟踪些点

  • 该文的边缘化策略,能够应对不均匀的来自多个相机的帧,以及某些相机失效的场景
    • 边缘化的是最旧的关键帧,无论是哪个相机的;
    • 但扔掉的则是新采集的帧所属相机对应的上一帧(疑惑:不这样做就不能应对上述的场景了吗?)
  • 后端需要特征点多的关键帧后端需要非故障的稳定帧率的关键帧 等价转换为 优先级 问题,然后通过选择优先级高的准则来实现前面的两种需求

达到的效果:

  • 部分相机故障和恢复过程下,状态估计保持可接受的误差
  • 对特征点稀少的墙面检测场景下,多相机比单一相机的漂移更小
  • 该框架适用于不同类型的相机
  • 实际应用场景之一:无人机通风管检测
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