EliGSiR: Continual RGB-D Mapping with Gaussian Splatting under Bounded Compute
Björn Ellensohn, Elmar Rueckert, Christian Rauch
cs.CV, cs.RO
2026-09-17
EliGSiR在持续RGB-D高斯建图里按负载改分辨率、按地图误差重排回放、按重复观测决定加高斯,TUM上21.52 dB对SplaTAM的19.42 dB,时间176秒对1383秒。
离线三维高斯假设观测集合封闭,可以优化到收敛。机器人建图时新帧不断进来,旧区域还得保住,算力有上限。把算力花在重复视角上,新看见的地方就没步数;死盯原分辨率,每步更贵,总步数变少;高斯涨太猛,后面每步都更重。
EliGSiR 把持续 RGB-D 高斯建图写成三个运行时决策:优化哪些视角、用多细的图像去监督、在哪里给地图加容量。位姿可以来自真值、视觉里程计或 ORB-SLAM3,它自己不做完整跟踪前端。
地图引导的视角调度先用位姿丢掉冗余帧,再用和当前高斯图的重叠决定是否收进监督集。入选不是终身关键帧:区域建好了可以降权,误差回来再抬权。场景划成固定世界坐标微元,用训练时已经在算的渲染误差给弱区加回放优先级。
负载自适应保真度把监督分辨率当成可逆开关。最近建图成本高就降到 1/8、1/4、1/2,空下来再回到原分辨率。原始 RGB-D 不丢,内参跟着网格缩放,以后还能用细图。
定向几何增长把深度监督和造高斯拆开。新空间先放一小撮由深度来的稀疏高斯撑结构;同一块地方被反复看到、现有图还对不上,才加容量。种群更新借用 3DGS-MCMC 的搬迁、替换和加密,不作为单独贡献。
评测在 Replica、TUM RGB-D、ScanNet++ 和真实 Orbbec 序列上。主表用同一套真值建图位姿;CaRtGS 不能外接位姿,对照时 EliGSiR 改用在线 ORB-SLAM3。除了终局 PSNR,还报采集过程中的因果可见质量 CVQ 及其曲线下面积,以及质量超过 20 dB 的可测微元比例 CUC@20。
终局重建和耗时要一起读。
| 序列 | 方法 | PSNR | 时间 |
| TUM fr3/office,真值位姿 | EliGSiR | 21.52 dB | 176.1 s |
| 同上 | SplaTAM | 19.42 dB | 1382.6 s |
| 同上 | RTG-SLAM | 14.46 dB | 1147.8 s |
| TUM,跟踪位姿 | EliGSiR + ORB-SLAM3 | 23.02 dB | 155.5 s |
| 同上 | CaRtGS 自带跟踪 | 20.10 dB | 230.9 s |
| Orbbec kitchen1 | EliGSiR | 23.50 dB | 203.3 s |
| Replica office0 | EliGSiR | 34.20 dB | 324.0 s |
| 同上 | VarSplat +3 万步 | 40.91 dB | 3742.2 s |
TUM 序列长 87.14 秒,EliGSiR 跟踪设定实时因子 1.78×,CaRtGS 2.65×,真值位姿那几家要 13–29×。采集过程中完整方法 CVQ-AUC 21.18 dB,去掉自适应保真度 20.62,去掉定向增长 20.84。TUM 上自适应把监督像素从 2786.9 M 收到 398.2 M,约 7 倍,建图时间 103.34 秒收到 89.15 秒;固定原分辨率终局 PSNR 更高(19.36 对 18.50),网上质量更差。ScanNet++ 上定向增长把高斯从 110.9 万收到 36.65 万,终局 PSNR 几乎不动。视角调度不抬平均分,若干弱区能抬十几个 dB。流结束后再加 1.6 万步,PSNR 从 23.27 到 25.62 dB。
真实地面序列 floor2 上 EliGSiR 终局 16.27 dB,低于 SplaTAM 的 21.40 和 VarSplat 的 25.88,只是时间短。预算换质量,不是处处第一。
在线高斯 SLAM 论文多数在报终局 PSNR。这篇把「建图过程中地图好不好用」写成 CVQ/CUC,并把分辨率、回放、加密当成可调度的预算。对要边走边看图的人,176 秒换到 21.5 dB 比 1383 秒换 19.4 dB 更接近能装。实现基于 gsplat,NVIDIA 和 AMD 都能跑,还有 ROS 2 包。
主设定假设场景基本静止、轨迹足够稳。位姿误差、动态物体、不可靠深度仍会把几何弄乱。实时要手调运行参数,表示随探索区域变大。它是建图器,完整 SLAM 还得接视觉里程计。floor2 上终局颜色质量落后,自适应保真度在 kitchen1 上还会把终局 PSNR 从 22.91 降到 18.25 来换过程质量。不同实验块用了不同划分,绝对 PSNR 不能跨表比。