LiDAR・視覚・慣性・GNSS融合による鉄道車両の高精度自己位置推定と地図生成
Rail Vehicle Localization and Mapping with LiDAR-Vision-Inertial-GNSS Fusion
線路の平面・直線構造を制約に用い、LiDAR・カメラ・IMU・GNSSを因子グラフで統合して鉄道車両の位置推定と地図生成を行う手法を提案し、800km超の実走データでトンネル等の劣化環境でも高精度・リアルタイムに動作することを示した。
著者: Yusheng Wang, Weiwei Song, Yidong Lou, Yi Zhang, Fei Huang, Zhiyong Tu, Qiangsheng Liang
分類: cs.RO
原文アブストラクト
In this paper, we present a global navigation satellite system (GNSS) aided LiDAR-visual-inertial scheme, RailLoMer-V, for accurate and robust rail vehicle localization and mapping. RailLoMer-V is formulated atop a factor graph and consists of two subsystems: an odometer assisted LiDAR-inertial system (OLIS) and an odometer integrated Visual-inertial system (OVIS). Both the subsystem exploits the typical geometry structure on the railroads. The plane constraints from extracted rail tracks are used to complement the rotation and vertical errors in OLIS. Besides, the line features and vanishing points are leveraged to constrain rotation drifts in OVIS. The proposed framework is extensively evaluated on datasets over 800 km, gathered for more than a year on both general-speed and high-speed railways, day and night. Taking advantage of the tightly-coupled integration of all measurements from individual sensors, our framework is accurate to long-during tasks and robust enough to grievously degenerated scenarios (railway tunnels). In addition, the real-time performance can be achieved with an onboard computer.
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