TOPGN: 利用激光雷达点云强度进行实时透明障碍物检测以实现自主机器人导航
机器人学
2024-08-13 v1
摘要
我们提出了 TOPGN，一种用于未知环境中机器人导航的实时透明障碍物检测新方法。我们通过将位于多个不重叠高度区间内的激光雷达点云的强度求和，获得多层二维栅格地图表示。通过比较不同二维栅格地图层中的强度，我们隔离出从透明障碍物反射的邻域点。利用该邻域，我们通过计算切线段对透明障碍物进行线性外推，并利用其实现安全、实时的碰撞避免。最后，我们还展示了透明目标隔离在环境建图中的适用性。我们在各种真实世界的室内外场景中展示了该方法能够检测由不同材料（玻璃、亚克力、PVC）制成的透明物体，具有任意形状、颜色和纹理，且光照条件各异。我们将该方法与使用 RGB 图像、二维激光扫描等其他透明/玻璃目标检测方法在这些基准场景中进行了比较。我们展示了优越的检测精度（F 分数提升至少 12.74%，平均绝对误差 MAE 降低 38.46%），改进的导航成功率（至少是第二优方法的两倍），以及实时推理速率（移动 CPU 上约 50 Hz）。我们将在发表时发布代码和挑战性基准供未来评估使用。
引用
@article{arxiv.2408.05608,
title = {TOPGN: Real-time Transparent Obstacle Detection using Lidar Point Cloud Intensity for Autonomous Robot Navigation},
author = {Kasun Weerakoon and Adarsh Jagan Sathyamoorthy and Mohamed Elnoor and Anuj Zore and Dinesh Manocha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.05608},
year = {2024}
}