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Enregistrement W7004849512

Object Segmentation and Reconstruction Using Infrastructure Sensor Nodes for Autonomous Mobility

2023· dissertation· en· W7004849512 sur OpenAlexaff

Notice bibliographique

RevueUWSpace (University of Waterloo) · 2023
Typedissertation
Langueen
DomaineBiochemistry, Genetics and Molecular Biology
ThématiqueSkin and Cellular Biology Research
Établissements canadiensUniversity of Waterloo
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPoint cloudSegmentationProcess (computing)RobotObject (grammar)Motion planningPath (computing)Node (physics)Object detectionLidar
DOInon disponible

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

This thesis focuses on the Lidar point cloud processing for the infrastructure sensor node that serves as the perception system for autonomous robots with general mobility in indoor applications. Compared with typical schemes mounting sensors on the robots, the method acquires data from infrastructure sensor nodes, providing a more comprehensive view of the environment, which benefits the robot's navigation. The number of sensors would not need to be increased even for multiple robots, significantly reducing costs. In addition, with a central perception system using the infrastructure sensor nodes navigating every robot, a more comprehensive understanding of the current environment and all the robots' locations can be obtained for the control and operation of the autonomous robots. \n \nFor a robot in the detection range of the sensor node, the sensor node can detect and segment obstacles in its driveable area and reconstruct the incomplete, sparse point cloud of objects upon their movement. The complete shape by the reconstruction benefits the localization and path planning which follows the perception part of the robot's system. \n \nConsidering the sparse Lidar data and the variety of object categories in the environment, a model-free scheme is selected for object segmentation. Point segmentation starts with background filtering. Considering the complexity of the indoor environment, a depth-matching-based background removal approach is first proposed. However, later tests imply that the method is adequate but not time-efficient. Therefore, based on the depth matching-based method, a process that only focuses on the drive-able area of the robot is proposed, and the computational complexity is significantly reduced. With optimization, the computation time for processing one frame of data can be greatly increased, from 0.2 second by the first approach to 0.01 second by the second approach. After background filtering, the remaining points for occurring objects are segmented as separate clusters using an object clustering algorithm. \n \nWith independent clusters of objects, an object tracking algorithm is followed to allocate the point clusters with IDs and arrange the clusters in a time sequence. With a stream of clusters for a specific object in a time sequence, point registration is deployed to aggregate the clusters into a complete shape. And as noticed during the experiment, one of the differences between indoor and outdoor environments is that contact between objects in the indoor environment is much more common. The objects in contact are likely to be segmented as a single cluster by the model-free clustering algorithm, which needs to be avoided in the reconstruction process. Therefore an improvement is made in the tracking algorithm when contact happens. The algorithms in this thesis have been experimentally evaluated and presented.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,004
Score d'incertitude au seuil0,008

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,012
Tête enseignante GPT0,246
Écart entre enseignants0,234 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2023
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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