Online Refractive Camera Model Calibration in Visual Inertial Odometry

要約

この論文では、一般的な屈折カメラ モデルと、オドメトリと未知の媒体の屈折率のオンライン同時推定について説明します。
これにより、空気中でのカメラのキャリブレーションのみを考慮して、多様で変化する屈折流体中での動作が可能になります。
屈折率は、提案されたカメラ モデルを使用した反復定式化における単眼視覚慣性オドメトリ フレームワークの状態変数としてオンラインで推定されます。
この方法は、プール内を移動する水中ロボットを使用して収集されたデータで検証されました。
評価は、初期化における大きな摂動にもかかわらず、水の理想的な屈折率への収束を示しています。
同時に、このアプローチにより、屈折率に関する事前の知識や媒体固有のカメラのキャリブレーションの要件がなくても、屈折媒体において同等の視覚慣性オドメトリ性能が可能になります。

要約(オリジナル)

This paper presents a general refractive camera model and online co-estimation of odometry and the refractive index of unknown media. This enables operation in diverse and varying refractive fluids, given only the camera calibration in air. The refractive index is estimated online as a state variable of a monocular visual-inertial odometry framework in an iterative formulation using the proposed camera model. The method was verified on data collected using an underwater robot traversing inside a pool. The evaluations demonstrate convergence to the ideal refractive index for water despite significant perturbations in the initialization. Simultaneously, the approach enables on-par visual-inertial odometry performance in refractive media without prior knowledge of the refractive index or requirement of medium-specific camera calibration.

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