Light Detection and Ranging (LiDAR) technology has proven to be an important part of many robotics systems. Surface normals estimated from LiDAR data are commonly used for a variety of tasks in such systems. As most of the today's mechanical LiDAR sensors produce sparse data, estimating normals from a single scan in a robust manner poses difficulties. In this paper, we address the problem of estimating normals for sparse LiDAR data avoiding the typical issues of smoothing out the normals in high curvature areas. Mechanical LiDARs rotate a set of rigidly mounted lasers. One firing of such a set of lasers produces an array of points where each point's neighbor is known due to the known firing pattern of the scanner. We use this knowledge to connect these points to their neighbors and label them using the angles of the lines connecting them. When estimating normals at these points, we only consider points with the same label as neighbors. This allows us to avoid estimating normals in high curvature areas. We evaluate our approach on various data, both self-recorded and publicly available, acquired using various sparse LiDAR sensors. We show that using our method for normal estimation leads to normals that are more robust in areas with high curvature which leads to maps of higher quality. We also show that our method only incurs a constant factor runtime overhead with respect to a lightweight baseline normal estimation procedure and is therefore suited for operation in computationally demanding environments.


翻译:光探测与测距技术已被证明是众多机器人系统的重要组成部分。从激光雷达数据中估计的曲面法线广泛应用于此类系统的各类任务中。由于当今大多数机械式激光雷达传感器产生的数据较为稀疏,如何从单次扫描中鲁棒地估计法线存在困难。本文针对稀疏激光雷达数据的法线估计问题,提出了避免高曲率区域法线平滑化这一典型问题的方法。机械式激光雷达通过旋转一组刚性安装的激光器进行工作。当这样一组激光器发射时,会产生一个点阵列,其中每个点的相邻点可依据扫描仪已知的发射模式确定。我们利用这一知识将这些点与其相邻点连接,并根据连接线的角度对它们进行标记。在估计这些点的法线时,我们仅将具有相同标记的点视为相邻点,从而避免在高曲率区域进行法线估计。我们使用多种稀疏激光雷达传感器采集的数据(包括自记录数据和公开数据)对所提方法进行了评估。结果表明,采用我们的法线估计方法可得到在高曲率区域更鲁棒的法线,进而生成更高质量的映射图。同时,我们的方法相较于轻量级基线法线估计流程仅产生常数级别的运行时开销,因此适用于计算资源受限环境中的操作。

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
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
ICML 2026 | SARDI:扩散语言模型的自增强检索
专知会员服务
4+阅读 · 6月6日
《国防领域安全采用大语言模型的战略蓝图》
专知会员服务
7+阅读 · 6月6日
ICML 2026 | 演化选择的因果建模
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
综述|学习式3D表征最新进展与趋势
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
人工智能重塑威慑:算法优势的兴起
专知会员服务
7+阅读 · 6月5日
AgentOps综述:智能体系统运维框架
专知会员服务
17+阅读 · 6月4日
《美陆军最新条令:兵力防护》
专知会员服务
14+阅读 · 6月4日
相关VIP内容
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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
3+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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员