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at - Automatisierungstechnik

Methoden und Anwendungen der Steuerungs-, Regelungs- und Informationstechnik

[AT - Automation Technology: Methods and Applications of Control, Regulation, and Information Technology
]

Editor-in-Chief: Jumar, Ulrich


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ISSN
2196-677X
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Volume 55, Issue 3

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The Elastic View Graph Framework for Autonomous, Surface-based 3D-SLAM Part I: Concept and Local Layer (Schritthaltendes flächenbasiertes 3D-SLAM mit elastisch gekoppelten Teilkarten)

Peter Kohlhepp / Marcus Strand / Georg Bretthauer / Rüdiger Dillmann
Published Online: 2009-09-25 | DOI: https://doi.org/10.1524/auto.2007.55.3.136

This paper introduces a new framework for incremental localization and mapping (3D-SLAM) that integrates submaps of surface features extracted from dense range images. Its local layer estimates unknown motion and feature associations between adjacent views. The global layer tries to ensure map consistency and to close loops, using multiple hypotheses offered by the local layer. The local algorithm crucially affects the map quality. An interpretation tree (IPT) is compared to Orthogonal Surface Assignment (OSA), a new algorithm tracing a building coordinate system inside man-made work spaces. During indoor experiments, performed with the rotating laser scanner RoSi, OSA proved much more reliable than IPT. Another experiment, running a simple on-line surface classification, indicates that the maps are useful for mission planning.

Dieser Beitrag stellt ein neues Schema zur gleichzeitigen Lokalisierung und Kartierung (3D-SLAM) vor, das verdichtete Karten von Flächenmerkmalen aus Tiefenbildfolgen Schritt haltend erzeugt. Die lokale Ebene schätzt räumliche Messwege und Merkmalzuordnungen zwischen benachbarten Ansichten; die globale Ebene versucht die Kartenkonsistenz zu gewährleisten und Kreise zu schließen. Der Einfluss des lokalen Algorithmus auf die Gesamtleistung wird hier anhand eines Suchbaumes (IPT) und eines neuen Verfahrens für Gebäudestrukturen, Orthogonale Flächenzuordnung (OSA), untersucht. Experimente mit dem rotierenden Laserscanner RoSi in Gebäuden zeigten für OSA eine deutlich höhere Zuverlässigkeit als für IPT. Die Karten eignen sich für die Missionsplanung, was anhand einer einfachen Objektklassifizierung gezeigt wird.

Keywords: simultaneous localization and mapping (SLAM); range image; surface feature; correspondence; multi-hypothesis; uncertainty

About the article

Published Online: 2009-09-25

Published in Print: 2007-03-01


Citation Information: at – Automatisierungstechnik, Volume 55, Issue 3, Pages 136–145, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1524/auto.2007.55.3.136.

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[2]
Kaustubh Pathak, Andreas Birk, Narunas Vaskevicius, Max Pfingsthorn, Sören Schwertfeger, and Jann Poppinga
Journal of Field Robotics, 2010, Volume 27, Number 1, Page 52

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