Typical LiDAR SLAM architectures feature a front-end for odometry estimation and a back-end for refining and optimizing the trajectory and map, commonly through loop closures. However, loop closure detection in large-scale missions presents significant computational challenges due to the need to identify, verify, and process numerous candidate pairs for pose graph optimization. Keyframe sampling bridges the front-end and back-end by selecting frames for storing and processing during global optimization. This article proposes an online keyframe sampling approach that constructs the pose graph using the most impactful keyframes for loop closure. We introduce the Minimal Subset Approach (MSA), which optimizes two key objectives: redundancy minimization and information preservation, implemented within a sliding window framework. By operating in the feature space rather than 3-D space, MSA efficiently reduces redundant keyframes while retaining essential information. In sum, evaluations on diverse public datasets show that the proposed approach outperforms naive methods in reducing false positive rates in place recognition, while delivering superior ATE and RPE in metric localization, without the need for manual parameter tuning. Additionally, MSA demonstrates efficiency and scalability by reducing memory usage and computational overhead during loop closure detection and pose graph optimization.


翻译:典型的LiDAR SLAM架构包含用于里程计估计的前端和用于通过回环检测等方式优化轨迹与地图的后端。然而,在大规模任务中,回环检测因需要识别、验证并处理大量用于位姿图优化的候选对而面临显著的计算挑战。关键帧采样通过在全球优化过程中选择用于存储和处理的帧,连接了前端与后端。本文提出一种在线关键帧采样方法,该方法利用对回环检测最具影响力的关键帧构建位姿图。我们引入了最小子集方法(MSA),该方法在滑动窗口框架内优化两个关键目标:冗余最小化与信息保留。通过在特征空间而非三维空间中操作,MSA能有效减少冗余关键帧,同时保留关键信息。总体而言,在多种公开数据集上的评估表明,所提方法在降低地点识别中的误报率方面优于朴素方法,同时在无需手动参数调优的情况下,在度量定位中实现了更优的绝对轨迹误差(ATE)与相对位姿误差(RPE)。此外,MSA通过减少回环检测与位姿图优化过程中的内存占用和计算开销,展现了其高效性与可扩展性。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员