水下环境可视-惯性-磁-声联合定位与地图构建系统 VIMS

本研究提出一种新的联合定位与地图构建（SLAM）系统 VIMS，专为水下导航设计。传统的视觉-惯性状态估计算子在感知受损的水下环境中面临诸多实际挑战，尤其是尺度估计和环路闭合问题。为此，本文首先提出利用低成本单束声达 improve 尺度估计。随后，VIMS 集成高采样率磁力计，通过利用由经济型磁场线圈产生的磁性特征进行地点识别。基于此，开发了一种分层的视觉-磁地点识别方案，实现稳健的环路闭合。此外，VIMS 在局部特征跟踪和描述符-based 环路闭合之间取得平衡，避免给前端带来额外的计算负担。实验结果突显了所提出 VIMS 的有效性，显示在水下环境中状态估计的鲁棒性和准确性均得到显著提升。