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キャリブレーションarXiv:2508.12564

イベントカメラを含むマルチセンサシステムのための時間・回転キャリブレーション

Temporal and Rotational Calibration for Event-Centric Multi-Sensor Systems

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イベントカメラと他センサ間の時間オフセットと回転外部パラメータを、専用ターゲットなしで運動から推定するキャリブレーション手法を提案。

詳しい要約

1. どんなもの?

- イベントカメラを含むマルチセンサシステム向けの、専用キャリブレーションターゲットを必要としない運動ベースの時間・回転外部キャリブレーション手法。 - 入力としてイベントカメラと他の異種センサから得られた回転運動推定値を用いる。 - イベントデータの時空間プロファイルから導出されるnormal flow観測から角速度を効率的に推定する。 - 2段階のパイプライン:CCAの精神に基づく運動学的相関を利用した時間オフセットと回転外部パラメータの初期化、その後SO(3)上の連続時間パラメータ化を用いた非線形最適化による改良。

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 従来のevent-to-frame変換に依存する手法と異なり、normal flowから直接角速度を推定するため効率的。 - 専用キャリブレーションターゲットを不要とし、運動ベースでキャリブレーションを実現。 - 公開データセットと自己収集データセットでの評価により、ターゲットベース手法に匹敵するキャリブレーション精度を達成し、純粋なCCAベース手法よりも優れた安定性を示す。 - 精度、ロバスト性、柔軟性を強調。

3. 技術・手法の肝は?

- イベントカメラと他の異種センサからそれぞれ回転運動推定値を取得。 - イベントデータの時空間プロファイルからnormal flow観測を導出し、そこから角速度を推定。 - 2段階アプローチ:第一段階でCCAの精神に基づく運動学的相関を利用して時間オフセットと回転外部パラメータを初期化。 - 第二段階でSO(3)上の連続時間パラメータ化を用いた共同非線形最適化により時間と回転パラメータを改良。

4. どうやって有効だと検証した?

- 公開データセットと自己収集データセットの両方で広範な評価を実施。 - 提案手法がターゲットベース手法に匹敵するキャリブレーション精度を達成することを確認。 - 純粋なCCAベース手法よりも優れた安定性を示すことを検証。 - 精度、ロバスト性、柔軟性を強調。

5. 議論はある?

- 要旨からは不明。

6. 次に読むべき論文は?

- 要旨で参照/比較されている研究:Canonical Correlation Analysis (CCA) ベースの手法、ターゲットベース手法、event-to-frame変換に依存する従来手法。 - 関連手法として、イベントカメラの外部キャリブレーションに関する研究や、連続時間パラメータ化を用いた最適化手法が挙げられる。

※ AIが要旨から生成した要約です。正確性は原文をご確認ください。

著者: Jiayao Mai, Xiuyuan Lu, Kuan Dai, Shaojie Shen, Yi Zhou

分類: cs.RO, cs.CV

原文アブストラクト

Event cameras generate asynchronous signals in response to pixel-level brightness changes, offering a sensing paradigm with theoretically microsecond-scale latency that can significantly enhance the performance of multi-sensor systems. Extrinsic calibration is a critical prerequisite for effective sensor fusion; however, the configuration that involves event cameras remains an understudied topic. In this paper, we propose a motion-based temporal and rotational calibration framework tailored for event-centric multi-sensor systems, eliminating the need for dedicated calibration targets. Our method uses as input the rotational motion estimates obtained from event cameras and other heterogeneous sensors, respectively. Different from conventional approaches that rely on event-to-frame conversion, our method efficiently estimates angular velocity from normal flow observations, which are derived from the spatio-temporal profile of event data. The overall calibration pipeline adopts a two-step approach: it first initializes the temporal offset and rotational extrinsics by exploiting kinematic correlations in the spirit of Canonical Correlation Analysis (CCA), and then refines both temporal and rotational parameters through a joint non-linear optimization using a continuous-time parametrization in SO(3). Extensive evaluations on both publicly available and self-collected datasets validate that the proposed method achieves calibration accuracy comparable to target-based methods, while exhibiting superior stability over purely CCA-based methods, and highlighting its precision, robustness and flexibility. To facilitate future research, our implementation will be made open-source. Code: https://github.com/NAIL-HNU/EvMultiCalib.

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