拡散モデルによるロバストなLiDAR位置認識
Diffusion Based Robust LiDAR Place Recognition
建設現場のロボットの大域的な再位置推定のため、実大規模メッシュから生成した合成LiDAR点群でPointNet++をバックボーンとする拡散モデルを訓練し、単一の点群から複数の位置候補を予測する手法を提案した。
著者: Benjamin Krummenacher, Jonas Frey, Turcan Tuna, Olga Vysotska, Marco Hutter
分類: cs.RO, cs.LG
原文アブストラクト
Mobile robots on construction sites require accurate pose estimation to perform autonomous surveying and inspection missions. Localization in construction sites is a particularly challenging problem due to the presence of repetitive features such as flat plastered walls and perceptual aliasing due to apartments with similar layouts inter and intra floors. In this paper, we focus on the global re-positioning of a robot with respect to an accurate scanned mesh of the building solely using LiDAR data. In our approach, a neural network is trained on synthetic LiDAR point clouds generated by simulating a LiDAR in an accurate real-life large-scale mesh. We train a diffusion model with a PointNet++ backbone, which allows us to model multiple position candidates from a single LiDAR point cloud. The resulting model can successfully predict the global position of LiDAR in confined and complex sites despite the adverse effects of perceptual aliasing. The learned distribution of potential global positions can provide multi-modal position distribution. We evaluate our approach across five real-world datasets and show the place recognition accuracy of 77% +/-2m on average while outperforming baselines at a factor of 2 in mean error.
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