Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một cách tiếp cận tối ưu mới cho việc phân đoạn các quét khoảng cách 2D thành các đoạn thẳng
Tóm tắt
Để có được một biểu diễn chính xác và gọn gàng cho các quét khoảng cách 2D, bộ lọc Kalman không tinh chỉnh (UKF) và bộ lọc Kalman khác biệt trung tâm (CDKF) đã được đề xuất để trích xuất các điểm gãy của dữ liệu laser. Việc trích xuất đường thẳng được thực hiện trong mỗi khu vực điểm gãy liên tục bằng cách phát hiện góc tối ưu và khoảng cách tối ưu trong tọa độ cực, và mỗi khu vực điểm gãy được xây dựng bằng hai điểm. Để chứng minh phương pháp, một thí nghiệm đã được thực hiện bằng một robot di động được trang bị một cảm biến khoảng cách laser SICK, và các kết quả của UKF/CDKF trong việc phát hiện điểm gãy và trích xuất đường thẳng đã được so sánh với các kết quả của bộ lọc Kalman mở rộng (EKF). Các kết quả cho thấy hình học chính xác của dữ liệu laser thô về môi trường có thể được thu được bằng cách phân đoạn các phép đo thô (kết hợp phương pháp phát hiện điểm gãy đã đề xuất với phương pháp trích xuất đường thẳng), và phương pháp UKF là phương pháp tốt nhất khi so với CDKF và EKF.
Từ khóa
#Bộ lọc Kalman không tinh chỉnh #Bộ lọc Kalman khác biệt trung tâm #phân đoạn dữ liệu quét 2D #phát hiện điểm gãy #trích xuất đường thẳngTài liệu tham khảo
JENSFELF P, CHRISTERNSEN H I. Laser based position acquisition and tracking in and indoor environment [C]// Proceedings of the IEEE International Symposium on Robotics and Automation. Saltillo, 1998: 331–338.
FANG Zheng, TONG Guo-feng, XU Xin-he. A robust and efficient algorithm for mobile robot localization [J]. Acta Automatica Sinica, 2007, 33(1): 48–53. (in Chinese)
STRACK A, FERREIN A, LAKEMEYER G. Laser-based localization with sparse landmarks [C]// Proc RoboCup Symposium. Osaka: Springer Press, 2005: 569–576.
ZHANG Yong-shun, GUO Rui, LIU Yu, JIA Zhen-yuan, GUO Dong-min. On-line locating method on micro swimming robot inside pipe [J]. Journal of Harbin Institute of Technology, 2004, 36(10): 1382–1384. (in Chinese)
VANDORPE J, van BRUSSEL H, XU H. Exact dynamic map building for a mobile robot using geometrical primitives produced by a 2D range finder [C]// Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. Minneapolis, 1996: 901–908.
PFISTER S T, ROUMELIOTIS S I, BURDICK J W. Weighted line fitting algorithms for mobile robot map building and efficient data representation [C]// Proceedings of the IEEE International Conference on Robotics and Automation. Taipei, 2003: 1304–1311.
BORGES G A, ALDON M J. Line extraction in 2D range images for mobile robotics [J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2004, 40(3): 267–297.
HARATI A, SIEGWART R. A new approach to segmentation of 2D range scans into linear regions [C]// Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. San Diego, 2007: 2083–2088.
PREMEBIDA C, NUNES U. Segmentation and geometric primitives extraction from 2D laser range data for mobile robot application [C]// Proceedings of 5th National Festival of Robotics. Coimbra, 2005.
FORSYTH D A, PONCE J. Computer vision: A modern approach [M]. London: Prentice Hall, 2003.
ARRAS K O, SIEGWART Y. Feature extraction and scene interpretation for map-based navigation and map building [C]// Proceedings of the SPIE, Mobile Robotics XII. Pittsburgh, 1997: 42–53.
NGUYEN V, MARTINELLI A, TOMATIS N, SIEGWART R. A comparison of line extraction algorithms using 2D laser rangefinder for indoor mobile robotics [C]// Proceedings of the IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. Edmonton, 2005: 929–1934.
ADAMAS M D, KERSTENS A. Tracking naturally occurring indoor features in 2D and 3D with lidar range/amplitude data [J]. International Journal of Robotics Research, 1998, 17(9): 907–923.
BORGES G A, ALDON M J. Line extraction in 2D range images for mobile robotics [J]. Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2004, 40(3): 267–297.
ZHANG S, XIE L, ADAMS M, TANG F. Geometrical feature extraction using 2D range scanner [C]// Proceedings of IEEE International Conference on Control and Automation. Montreal, 2003: 901–905.
JULIER S J. The scaled unscented transformation [C]// Proceedings of the American Control Conference. Anchorage, 2002: 4555–4559.
JULIER S J, UHLMANN J, DURRANT-WHYTE H F. A new method for the nonlinear transformation of means and covariances in filters and estimators [J]. IEEE transactions on Automatic Control, 2000, 45(3): 477–482.
NORGAARD M, POULSEN N, RAVN O. New developments in state estimation for nonlinear systems [J]. Automatica, 2000, 36(11): 1627–1638.
ITO K, XIONG K. Gaussian filters for nonlinear filtering problems [J]. IEEE Transactions on Automatic Control, 2000, 45(5): 910–927.