ローリングシャッターカメラと低精度INSを用いた屋外環境におけるセマンティックSLAM
Semantic SLAM with Rolling-Shutter Cameras and Low-Precision INS in Outdoor Environments
車線境界や標識などの道路要素を活用し、ローリングシャッター歪みとINSドリフトに対処するグラフ最適化ベースのセマンティックSLAMを提案。低コストなセンサ構成で高精度な自己位置推定を実現する。
著者: Yuchen Zhang, Miao Fan, Shengtong Xu, Xiangzeng Liu, Haoyi Xiong
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Accurate localization and mapping in outdoor environments remains challenging when using consumer-grade hardware, particularly with rolling-shutter cameras and low-precision inertial navigation systems (INS). We present a novel semantic SLAM approach that leverages road elements such as lane boundaries, traffic signs, and road markings to enhance localization accuracy. Our system integrates real-time semantic feature detection with a graph optimization framework, effectively handling both rolling-shutter effects and INS drift. Using a practical hardware setup which consists of a rolling-shutter camera (3840*2160@30fps), IMU (100Hz), and wheel encoder (50Hz), we demonstrate significant improvements over existing methods. Compared to state-of-the-art approaches, our method achieves higher recall (up to 5.35\%) and precision (up to 2.79\%) in semantic element detection, while maintaining mean relative error (MRE) within 10cm and mean absolute error (MAE) around 1m. Extensive experiments in diverse urban environments demonstrate the robust performance of our system under varying lighting conditions and complex traffic scenarios, making it particularly suitable for autonomous driving applications. The proposed approach provides a practical solution for high-precision localization using affordable hardware, bridging the gap between consumer-grade sensors and production-level performance requirements.
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