GS-GVINS：一种由 3D 高斯溅射增强的紧耦合 GNSS-视觉-惯性导航系统
机器人学
2025-12-30 v1 计算机视觉与模式识别
图像与视频处理
摘要
近年来，3D 高斯溅射（3DGS）在 3D 地图重建和视觉 SLAM 领域引起了广泛关注。虽然已有大量研究探索了仅使用视觉传感器或与激光雷达（LiDAR）和惯性测量单元（IMU）结合进行室内轨迹跟踪的 3DGS，但其与 GNSS 集成用于大规模户外导航的研究仍不充分。为解决这些问题，我们提出了 GS-GVINS：一种由 3DGS 增强的紧耦合 GNSS-视觉-惯性导航系统。该系统利用 3D 高斯作为大规模户外环境中的连续可微场景表示，通过构建的 3D 高斯地图增强导航性能。值得注意的是，GS-GVINS 是首个直接利用 SE3 相机位姿相对于 3D 高斯的解析雅可比矩阵的 GNSS-视觉-惯性导航应用。为在极端动态状态下保持 3DGS 渲染质量，我们引入了一种运动感知的 3D 高斯剪枝机制，根据相对位姿平移和沿相机光线的累积不透明度更新地图。为进行验证，我们在不同驾驶环境下测试了系统：开阔天空、郊区以及城市环境。评估使用了自采数据和公开数据集。结果表明 GS-GVINS 在提升多样化驾驶环境中的导航精度方面是有效的。
引用
@article{arxiv.2502.10975,
title = {GS-GVINS: A Tightly-integrated GNSS-Visual-Inertial Navigation System Augmented by 3D Gaussian Splatting},
author = {Zelin Zhou and Saurav Uprety and Shichuang Nie and Hongzhou Yang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.10975},
year = {2025}
}