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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 4

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The Elastic View Graph Framework for Autonomous, Surface-based 3D-SLAM Part II: Global Layer and Experiments (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.2007.55.4.190

This paper covers the global aspects of a new SLAM framework introduced in [9]. The map is a graph of overlapping range views, linked by multiple uncertain hypotheses of motion and correspondence. They form the interface between local pose estimation and globally consistent mapping. In order to prune the hypotheses and reduce the brittleness of the local algorithms, we propose a novel cooperation between image-based and odometric motion estimates, and a geometric-probabilistic visibility model for oriented surface features which can also discern moving objects. Global loop closing works by exchanging hypotheses, priorized on a node ambiguity measure to bound the update complexity. The cycle error in frame space is used as a consistency criterion. The new concepts were tested and evaluated during several indoor exploration tours.

Dieser Beitrag behandelt den globalen Teil eines neuen Schemas [9] für schritthaltendes 3-D-SLAM. Die Karte ist ein Graph überlappender Teilansichten, welche durch unsichere mehrfache Hypothesen für Lage und Korrespondenz elastisch gekoppelt sind. Letztere bilden die Schnittstelle zwischen lokaler und globaler Ebene. Um die Sprödigkeit der lokalen Lageschätzung zu reduzieren, werden bildbasierte und odometrische Schätzwerte auf eine neue Art verküpft; ferner wird ein geometrisch-probabilistisches Modell der Sichtbarkeit für Flächenmerkmale eingeführt. Global werden Kreise durch Austausch von Lagehypothesen geschlossen, priorisiert nach dem Grad ihrer Mehrdeutigkeit und mit dem Kreisfehler im Lageraum als Konsistenzkriterium. Die Konzepte wurden an realen Explorationsfahrten in Gebäuden erprobt und evaluiert.

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: 2007-04-01


Citation Information: at – Automatisierungstechnik, Volume 55, Issue 4, Pages 190–200, ISSN (Print) 0178-2312, DOI: https://doi.org/10.1524/auto.2007.55.4.190.

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