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Ultra-Fusion: A Resilient Tightly-Coupled Multi-Sensor Fusion SLAM Framework under Sensor Degradation and Spatiotemporal Perturbation

何を解決するか

Ultra-Fusionは、センサーの故障や性能低下が発生する場合でも、スマート交通システムにおける信頼性の高い位置推定と地図作成(SLAM)を維持する課題に対処します。特に、照明が悪い状況、LiDARの退化(例:長めの通路内)、タイヤのスリップ、GNSSの喪失といった「極端な状況」、およびタイミング遅延やセンサーの誤校正による問題を対象としています。

動作方法

このフレームワークは、非同期センサー入力を処理する密結合型スライディングウィンドウ最適化器を使用しています。さまざまなセンサー入力を、単一の最適化フレームワーク内のオプション要因に変換し、異なるセンサー組み合わせ間で状態表現、マージナライゼーション、校正ロジックを共有できるようにしています。これにより、システムは非常にカスタマイズ可能で、以下の複数の融合モードをサポートします:

  • WIO: ホイール-インエールオドメトリ
  • VIO: ビジュアル-インエールオドメトリ
  • LIO: LiDAR-インエールオドメトリ
  • LVIO: LiDAR-ビジュアル-インエールオドメトリ
  • オプションでホイールエンコーダーとGNSSの統合。

対象ユーザー

自動運転プラットフォーム(ホイール付き車両、脚立型ロボット、空中無人機など)の開発者および研究者向けに設計されており、さまざまなセンサーセットや環境的課題に適応できる耐障害性のあるSLAMシステムが必要な方々に最適です。

特徴

  • マルチプラットフォーム対応: ホイール、脚立、空中プラットフォームで検証済み。
  • 高カスタマイズ性: 1つのフレームワークでWIO、VIO、LIO、LVIOなどの異なるセンサー融合モードを切り替え可能。
  • 耐障害性: センサーの劣化や時空間的摂動が発生しても、位置推定の可用性を維持。
  • 二重ミドルウェア: ROS1(Noetic)およびROS2(Humble)の両方のランタイムを提供。
  • 全方位対応: 360°マルチカメラLVIO構成に対応するUltra-Fusion-Omni(UFO)を含む。

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