立体-惯性姿态估计:使用稀疏IMU和单摄像机实现度量精确的形状感知运动捕捉
计算机视觉与模式识别
2026-03-03 v1
摘要
近期的视觉-惯性运动捕捉系统的进展表明,将单目摄像机与稀疏惯性测量单元(IMU)组合作为成本效益解决方案具有潜力,这些系统有效缓解了单一模态系统固有的遮挡和漂移问题。然而,这些系统仍受限于来自单目深度模糊的全局平移度量不准问题,以及忽略人体测量差异导致的形状不敏感的局部运动估计问题。我们提出了Stereo-Inertial Poser,一种实时运动捕捉系统,利用单个立体摄像机和六个IMU来估计度量精确且形状感知的3D人体运动。通过用立体视觉取代单目RGB,我们的系统通过已校准的基线几何解决深度模糊,实现直接的3D关键点提取和身体形状参数估计。IMU数据和视觉线索被融合,用于预测漂移补偿的关节位置和根运动,同时引入一种新颖的形状感知融合模块,动态地将人体测量差异与全局平移相调和。我们的端到端管道在不进行基于优化的后处理的情况下即可实现200 FPS,以实现实时部署。定量评估显示我们的方法在各种数据集上实现了最先进的性能。定性结果表明,我们的方法在持续录制时间下产生漂移自由的全局平移,并显著减少脚部滑行效应。
引用
@article{arxiv.2603.02130,
title = {Stereo-Inertial Poser: Towards Metric-Accurate Shape-Aware Motion Capture Using Sparse IMUs and a Single Stereo Camera},
author = {Tutian Tang and Xingyu Ji and Yutong Li and MingHao Liu and Wenqiang Xu and Cewu Lu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.02130},
year = {2026}
}
备注
The code, data, and supplementary materials are available at \url{https://sites.google.com/view/stereo-inertial-poser}. Accepted to ICRA 2026