動的環境における粒子ベースのインスタンス認識型セマンティック占有マッピング
Particle-based Instance-aware Semantic Occupancy Mapping in Dynamic Environments
粒子フィルタを用いて動的環境の物体をインスタンス・セマンティクス・占有状態を同時に推定する地図構築手法を提案し、ノイズ下でも高精度を実現した。
著者: Gang Chen, Zhaoying Wang, Wei Dong, Javier Alonso-Mora
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Representing the 3D environment with instance-aware semantic and geometric information is crucial for interaction-aware robots in dynamic environments. Nevertheless, creating such a representation poses challenges due to sensor noise, instance segmentation and tracking errors, and the objects' dynamic motion. This paper introduces a novel particle-based instance-aware semantic occupancy map to tackle these challenges. Particles with an augmented instance state are used to estimate the Probability Hypothesis Density (PHD) of the objects and implicitly model the environment. Utilizing a State-augmented Sequential Monte Carlo PHD (S$^2$MC-PHD) filter, these particles are updated to jointly estimate occupancy status, semantic, and instance IDs, mitigating noise. Additionally, a memory module is adopted to enhance the map's responsiveness to previously observed objects. Experimental results on the Virtual KITTI 2 dataset demonstrate that the proposed approach surpasses state-of-the-art methods across multiple metrics under different noise conditions. Subsequent tests using real-world data further validate the effectiveness of the proposed approach.
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