基于LiDAR的现有城市基础设施中交通参与者跟踪
机器人学
2025-09-25 v1
摘要
本文提出了一种仅基于LiDAR的状态估计与跟踪框架,以及一种可与现有城市基础设施集成的路边传感单元。城市部署需要可扩展、实时的跟踪方案,然而传统远程感知仍然成本高昂且计算密集,尤其在感知退化条件下。我们的传感器节点将单个LiDAR与边缘计算单元耦合,运行一个计算高效的无GPU观测器,同时估计目标状态、类别、尺寸和存在概率。该流水线包括:(i)通过扩展卡尔曼滤波器进行状态更新,(ii)使用一维栅格图/贝叶斯更新进行尺寸估计,(iii)通过基于最可能足迹的查找表进行类别更新,(iv)基于跟踪时长和边界框一致性进行存在性估计。在包含多样交通参与者的动态类城市场景中的实验表明实时性能和高精度:完整端到端流水线在99.88%的消息中于100毫秒内完成,检测率优异。在模拟风和传感器振动条件下鲁棒性进一步得到验证。这些结果表明在仅CPU的边缘硬件上实现可靠、实时的路边跟踪是可行的,从而在现有城市基础设施中实现可扩展、隐私友好的部署。该框架可集成于现有的灯杆、交通灯和建筑物,降低部署成本并简化大规模城市部署和维护工作。
引用
@article{arxiv.2509.20009,
title = {Lidar-based Tracking of Traffic Participants with Sensor Nodes in Existing Urban Infrastructure},
author = {Simon Schäfer and Bassam Alrifaee and Ehsan Hashemi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.20009},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 9 figures, this work was submitted to Wileys'Advanced Intelligent Systems for review