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SLAMarXiv:2604.12942

RMGS-SLAM: リアルタイム・マルチセンサーガウシアンスプラッティングSLAM

RMGS-SLAM: Real-time Multi-sensor Gaussian Splatting SLAM

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LiDAR・慣性・視覚センサーを統合し、3Dガウシアンスプラッティングを用いたリアルタイムSLAMフレームワークを提案。大規模環境での高精度な位置推定とフォトリアリスティックなマッピングを実現する。

詳しい要約

1. どんなもの?

- 大規模実環境でリアルタイムなSLAMを3D Gaussian splatting (3DGS) で実現するフレームワーク - LiDAR-Inertial-Visualを密結合し、姿勢推定と写実的マッピングを同時に行う - 状態推定と3D Gaussian primitive初期化を並列実行し、global Gaussian最適化で連続的なdense mappingを実現 - ループ閉じ込めを最適化済みglobal Gaussian map上で直接行い、pose-graph optimizationでglobal consistencyを向上 - 大規模ループ屋外シーケンスをLiDAR-camera-IMU同期とground-truth軌道付きで収集

2. 先行研究と比べてどこがすごい?

- 既存の3DGSベースSLAMは大規模実環境で低遅延姿勢推定、連続3D Gaussian再構成、長期global consistencyの同時達成が困難 - 提案手法はこれらを同時に達成し、リアルタイム効率・localization精度・rendering品質でstate of the art - 公開データセットと独自データセットの多様な実世界シーンで優位性を実証

3. 技術・手法の肝は?

- LiDAR-Inertial-Visualを密結合した3DGSベースSLAM - 状態推定と3D Gaussian primitive初期化をglobal Gaussian最適化と並列実行 - feed-forward predictionsとvoxel-based principal component analysisによる幾何priorを組み合わせたcascaded strategyでGaussian初期化品質を改善し最適化収束を加速 - ループ閉じ込めは最適化済みglobal Gaussian map上でGaussian-based Generalized Iterative Closest Point registrationによりループ制約を推定し、pose-graph optimizationを実施

4. どうやって有効だと検証した?

- 公開データセットと独自収集の大規模ループ屋外シーケンスで評価 - 独自データセットはハードウェア同期されたLiDAR-camera-IMUとground-truth軌道を含む - 多様な実世界シーンでリアルタイム効率、localization精度、rendering品質のstate of the artを達成

5. 議論はある?

- 要旨からは不明

6. 次に読むべき論文は?

- 3D Gaussian splatting (3DGS) - LiDAR-Inertial-Visual SLAM - Gaussian-based Generalized Iterative Closest Point registration - pose-graph optimization - voxel-based principal component analysis

※ 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: Dongen Li, Yi Liu, Junqi Liu, Zewen Sun, Zefan Huang, Shuo Sun, Jiahui Liu, Chengran Yuan, Hongliang Guo, Francis E. H. Tay, Marcelo H. Ang

分類: cs.RO

原文アブストラクト

Achieving real-time Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) based on 3D Gaussian splatting (3DGS) in large-scale real-world environments remains challenging, as existing methods still struggle to jointly achieve low-latency pose estimation, continuous 3D Gaussian reconstruction, and long-term global consistency. In this paper, we present a tightly coupled LiDAR-Inertial-Visual 3DGS-based SLAM framework for real-time pose estimation and photorealistic mapping in large-scale real-world scenes. The system executes state estimation and 3D Gaussian primitive initialization in parallel with global Gaussian optimization, enabling continuous dense mapping. To improve Gaussian initialization quality and accelerate optimization convergence, we introduce a cascaded strategy that combines feed-forward predictions with geometric priors derived from voxel-based principal component analysis. To enhance global consistency, we perform loop closure directly on the optimized global Gaussian map by estimating loop constraints through Gaussian-based Generalized Iterative Closest Point registration, followed by pose-graph optimization. We also collect challenging large-scale looped outdoor sequences with hardware-synchronized LiDAR-camera-IMU and ground-truth trajectories for realistic evaluation. Extensive experiments on both public datasets and our dataset demonstrate that the proposed method achieves a state of the art among real-time efficiency, localization accuracy, and rendering quality across diverse real-world scenes.

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