Mapeo de Travesía de Vehículos Autónomos Fusionando Semántico-Geométrico en Navegación Fuera de Carretera
Autores: Zhang, Bo; Chen, Weili; Xu, Chaoming; Qiu, Jinshi; Chen, Shiyu
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mapeo de Travesía de Vehículos Autónomos Fusionando Semántico-Geométrico en Navegación Fuera de Carretera
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Propuestas
Evaluación
Metodología de mapeo
Transitabilidad del terreno
Vehículos autónomos
Características del terreno
Extraídas
Imágenes RGB
Nubes de puntos 3D
Mapa de costo de tránsito
Inferencia de núcleo generalizado bayesiano
Evaluar
Atributos de cuadrícula desconocidos
Filtro de Kalman
Mapas de elevación local de densidad
Tiempo real
Mapeo semántico del terreno
Incertidumbre
Segmentación semántica
Impacto
Ruido del sensor
Filtro bayesiano
Actualizar
Información semántica de la superficie
De manera probabilística
Mapa de elevación
Características geométricas
Integrado
Mapa semántico probabilístico
Mapa combinado
Planificador de primitivos de movimiento extendido
Trayectoria efectiva
Resultados experimentales
Mejora de la tasa de éxito
Disminución
Rugosidad de la trayectoria
Algoritmos de navegación al aire libre desarrollados
Precisión en la selección de la superficie del terreno
Proceso de navegación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este documento propone una metodología de evaluación y mapeo de la transitabilidad del terreno para la navegación fuera de carretera de vehículos autónomos en entornos no estructurados. Las características del terreno se extraen de imágenes RGB y nubes de puntos 3D para crear un mapa de costos de tránsito. El mapa de costos se utiliza para planificar trayectorias seguras. Se emplea inferencia de núcleo generalizado bayesiano para evaluar atributos de cuadrícula desconocidos debido a los escasos datos de nubes de puntos en bruto. Un filtro de Kalman también crea mapas de elevación local de densidad en tiempo real al fusionar información de múltiples cuadros. En consecuencia, el procedimiento de mapeo semántico del terreno considera la incertidumbre de la segmentación semántica y el impacto del ruido del sensor. Se utiliza un filtro bayesiano para actualizar la información semántica de la superficie de manera probabilística. En última instancia, el mapa de elevación se utiliza para extraer características geométricas, que luego se integran con el mapa semántico probabilístico. Este mapa combinado se utiliza junto con el planificador de primitivos de movimiento extendido para planificar la trayectoria más efectiva. Los resultados experimentales demuestran que los vehículos autónomos obtienen una mejora en la tasa de éxito que varía del 4.4% al 13.6% y una disminución en la rugosidad de la trayectoria que varía del 5.1% al 35.8% en comparación con los algoritmos de navegación al aire libre más desarrollados. Además, los vehículos autónomos mantienen una precisión de selección de superficie del terreno de más del 85% durante el proceso de navegación.
Descripción
Este documento propone una metodología de evaluación y mapeo de la transitabilidad del terreno para la navegación fuera de carretera de vehículos autónomos en entornos no estructurados. Las características del terreno se extraen de imágenes RGB y nubes de puntos 3D para crear un mapa de costos de tránsito. El mapa de costos se utiliza para planificar trayectorias seguras. Se emplea inferencia de núcleo generalizado bayesiano para evaluar atributos de cuadrícula desconocidos debido a los escasos datos de nubes de puntos en bruto. Un filtro de Kalman también crea mapas de elevación local de densidad en tiempo real al fusionar información de múltiples cuadros. En consecuencia, el procedimiento de mapeo semántico del terreno considera la incertidumbre de la segmentación semántica y el impacto del ruido del sensor. Se utiliza un filtro bayesiano para actualizar la información semántica de la superficie de manera probabilística. En última instancia, el mapa de elevación se utiliza para extraer características geométricas, que luego se integran con el mapa semántico probabilístico. Este mapa combinado se utiliza junto con el planificador de primitivos de movimiento extendido para planificar la trayectoria más efectiva. Los resultados experimentales demuestran que los vehículos autónomos obtienen una mejora en la tasa de éxito que varía del 4.4% al 13.6% y una disminución en la rugosidad de la trayectoria que varía del 5.1% al 35.8% en comparación con los algoritmos de navegación al aire libre más desarrollados. Además, los vehículos autónomos mantienen una precisión de selección de superficie del terreno de más del 85% durante el proceso de navegación.