Budowa hybrydowej semantyczno-rastrowej reprezentacji otoczenia robota mobilnego na podstawie wskazań dalmierza laserowego 3D

• Autorzy: Siemiątkowska B. , Szklarski J. , Gnatowski M. , Zychewicz A.

Warianty tytułu

EN

Construction of a dual metric-semantic map of the mobile robot environment based on data from a 3D laser scanner

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono metodę budowy hybrydowej rastrowo-obiektowej mapy otoczenia mobilnego na podstawie wskazań skanera laserowego 3D. Chmura punktów jest zapisywana w postaci zbioru wektorów normalnych. Składowe wektora są reprezentowane jako składowe RGB. Przeprowadzana jest segmentacja obrazu, a następnie dokonuje się klasyfikacji semantycznej. W procesie klasyfikacji wykorzystuje się cechy Haara oraz systemy regułowe. Każdy wykryty obiekt jest przypisywany do pewnej komórki mapy rastrowej. Mapa utworzona w ten sposób może być następnie wykorzystana w algorytmie nawigacyjnym - ułatwia współpracę robot-człowiek oraz planowanie trasy. Metoda jest kontynuacją algorytmu opisanego w artykule pt." Segmentacja danych otrzymanych z dalmierza laserowego 3D".

EN

The major goal of our current research is to build a dual grid-based and semantic map of an unknown indoor environment based on data obtained from a 3D laser scanner. In this paper main steps concerning object classification are presented. A point cloud from the 3D scanner is transformed into a set of normal vectors, which are then represented as a RGB raster image where each color component corresponds to x, y, z coordinates of the vectors. In the next step we apply some standard methods from image analysis, like flood-filling and object detection using Haar-like features, in order to perform segmentation and find objects of our interest in the examined scene. Afterwards we use 3D geometrical information and relation between the detected objects in our classification process. If a semantic meaning can be assigned to any object it is used for building a dual metric-semantic map of the environment. Such a map should serve as a basic element for human-robot interaction.

Słowa kluczowe

PL

nawigacja; reprezentacja środowiska

EN

navigation; 3D mapping

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2010
• Tom: R. 56, nr 3
• Strony: 279--282
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Siemiątkowska B.

autor

Szklarski J.

autor

Gnatowski M.

autor

Zychewicz A.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN,

Bibliografia

• [1] Elfes A.: Sonar-based real-world mapping and navigation. IEEE Trans. on Robotics and Automation, pp. 249-265, 1987.
• [2] Thrun S., Burgard W., and Fox D.: Probabilistic Robotics. MIT-Press, Cambridge, Masachussets, USA, 2005.
• [3] Rusu R., B., Marton Z., C., Blodow N., Dolha M., and Beetz M.: Towords 3d point cloud based object maps for household environment. Journal of Robotics and Autonomous Systems, 56:927-941, 2008.
• [4] Gu J., Cao Q., and Huang Y.: Rapid traversability assesment in 2.5d grid based map on rough terrain. Int. Journal of Advanced Robotic Systems, 5(4):389–394, 2008.
• [5] Schroeder W., Zarge J., and Lorensen W.: Decimation of triangle meshes. Computer Graphics, pp. 65-70, 1992.
• [6] Sakas G. and Hartig J.: Interactive visualization of large scalar voxel fields. In Vizualization, pp. 29-36, 1992.
• [7] Triebel R., Pfaff P., and Burgard W.: Multi-level surface maps for outdoor terrain mapping and loop closing. Proc. of IROS, pp. 1-2, 2006.
• [8] Mozos O. M., Triebel R., Jensfelt P., Rottman A., and Burgard W.: Supervised semantic labeling of places using information extracted from sensor data. Robotics and Autonomous Systems, 5(55): 392-402, 2007.
• [9] Weingarten J., and Siegwart R.: EKF-based 3D SLAM for structured environment reconstruction. In Proc. of IROS 2005, 2005.
• [10] Iocci L., Konolige K., Bajracharya M.: Visually realistic map ping of a planar environment with stereo. Experimental robotics 7, pp. 521-532, 2001.
• [11] Intel Corp. Opencv library, 1999-present.
• [12] Lienhart R., and Maydt J.: An extended set of Haar-like features for rapid object detection. IEEE ICIP 2002 1:900-903, 2002.
• [13] Gonzales R. C., Woods R. E.: Digital Image Processing. Prentice Hall, 2002.
• [14] Siemiątkowska B., Gnatowski M., and Chojecki R.: Cellular neural networks in 3D laser data segmentation. In 9th WSEAS Int. Conf. on NEURAL NETWORKS, pp. 84-88, 2008.
• [15] Siemiątkowska B.: Uniwersalna metoda planowania działań robota mobilnego wykorzystująca architekturę uogólnionych sieci komórkowych. Oficyna Wydawnicza PW, Warszawa, 2009.
• [16] Siemiątkowska B., Szklarski J., Gnatowski M., Zychewicz A.: Segmentacja danych otrzymanych z lasera 3D. PAK, 03, 2010.