Obstacles on the sidewalk often block the path, limiting passage and resulting in frustration and wasted time, especially for citizens and visitors who use assistive devices (wheelchairs, walkers, strollers, canes, etc). To enable equal participation and use of the city, all citizens should be able to perform and complete their daily activities in a similar amount of time and effort. Therefore, we aim to offer accessibility information regarding sidewalks, so that citizens can better plan their routes, and to help city officials identify the location of bottlenecks and act on them. In this paper we propose a novel pipeline to estimate obstacle-free sidewalk widths based on 3D point cloud data of the city of Amsterdam, as the first step to offer a more complete set of information regarding sidewalk accessibility.
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森林中自主冬季导航所固有的挑战包括缺乏可靠的全球导航卫星系统（GNSS）信号，低特征对比度，高照明变化和变化环境。这种类型的越野环境是一个极端的情况，自治车可能会在北部地区遇到。因此，了解对自动导航系统对这种恶劣环境的影响非常重要。为此，我们介绍了一个现场报告分析亚曲率区域中的教导和重复导航，同时受到气象条件的大变化。首先，我们描述了系统，它依赖于点云注册来通过北方林地定位移动机器人，同时构建地图。我们通过在教学和重复模式下在自动导航中进行了在实验中评估了该系统。我们展示了密集的植被扰乱了GNSS信号，使其不适合在森林径中导航。此外，我们突出了在森林走廊中使用点云登记的定位相关的不确定性。我们证明它不是雪降水，而是影响我们系统在环境中定位的能力的积雪。最后，我们从我们的实地运动中揭示了一些经验教训和挑战，以支持在冬季条件下更好的实验工作。
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我们提出了一种生成，预测和使用时空占用网格图（SOGM）的方法，该方法嵌入了真实动态场景的未来语义信息。我们提出了一个自动标记的过程，该过程从嘈杂的真实导航数据中创建SOGM。我们使用3D-2D馈电体系结构，经过训练，可以预测SOGM的未来时间步骤，并给定3D激光镜框架作为输入。我们的管道完全是自我监督的，从而为真正的机器人提供了终身学习。该网络由一个3D后端组成，该后端提取丰富的特征并实现了激光镜框架的语义分割，以及一个2D前端，可预测SOGM表示中嵌入的未来信息，从而有可能捕获房地产的复杂性和不确定性世界多代理，多未来的互动。我们还设计了一个导航系统，该导航系统在计划中使用这些预测的SOGM在计划中，之后它们已转变为时空风险图（SRMS）。我们验证导航系统在模拟中的能力，在真实的机器人上对其进行验证，在各种情况下对真实数据进行研究SOGM预测，并提供一种新型的室内3D LIDAR数据集，该数据集在我们的实验中收集，其中包括我们的自动注释。
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本文介绍了使用腿收割机进行精密收集任务的集成系统。我们的收割机在狭窄的GPS拒绝了森林环境中的自主导航和树抓取了一项挑战性的任务。提出了映射，本地化，规划和控制的策略，并集成到完全自主系统中。任务从使用定制的传感器模块开始使用人员映射感兴趣区域。随后，人类专家选择树木进行收获。然后将传感器模块安装在机器上并用于给定地图内的本地化。规划算法在单路径规划问题中搜索一个方法姿势和路径。我们设计了一个路径，后面的控制器利用腿的收割机的谈判粗糙地形的能力。在达接近姿势时，机器用通用夹具抓住一棵树。此过程重复操作员选择的所有树。我们的系统已经在与树干和自然森林中的测试领域进行了测试。据我们所知，这是第一次在现实环境中运行的全尺寸液压机上显示了这一自主权。
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在本文中，我们为非结构化的户外环境提供了一个完整的自主导航管道。这项工作的主要贡献位于路径规划模块上，我们分为两个主要类别：全局路径规划（GPP）和本地路径规划（LPP）。对于环境表示，而不是复杂和重型网格图，GPP层使用直接从OpenStreetMaps（OSM）获得的道路网络信息。在LPP层中，我们使用新颖的天真谷路（NVP）方法来生成局部路径，避免实时障碍物。这种方法使用LIDAR传感器使用本地环境的天真表示。此外，它使用了一个天真的优化，用于利用成本图中的“谷”区域的概念。我们在研究平台蓝色实验上实验展示了该系统的稳健性，在阿利坎特大学科学园区自主驾驶超过20公里，在12.33公顷地区。
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根据一般静态障碍物检测的要求，本文提出了无人接地车辆局部静态环境的紧凑型矢量化表示方法。首先，通过融合LiDAR和IMU的数据，获得了高频姿势信息。然后，通过二维（2D）障碍物点的生成，提出了具有固定尺寸的网格图维护过程。最后，通过多个凸多边形描述了局部静态环境，该多边形实现了基于双阈值的边界简化和凸多边形分割。我们提出的方法已应用于公园的一个实用无人驾驶项目中，典型场景的定性实验结果验证了有效性和鲁棒性。此外，定量评估表明，与传统的基于网格地图的方法相比，使用较少的点信息（减少约60％）来代表局部静态环境。此外，运行时间（15ms）的性能表明，所提出的方法可用于实时局部静态环境感知。可以在https://github.com/ghm0819/cvr_lse上访问相应的代码。
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This paper presents a novel framework for planning in unknown and occluded urban spaces. We specifically focus on turns and intersections where occlusions significantly impact navigability. Our approach uses an inpainting model to fill in a sparse, occluded, semantic lidar point cloud and plans dynamically feasible paths for a vehicle to traverse through the open and inpainted spaces. We demonstrate our approach using a car's lidar data with real-time occlusions, and show that by inpainting occluded areas, we can plan longer paths, with more turn options compared to without inpainting; in addition, our approach more closely follows paths derived from a planner with no occlusions (called the ground truth) compared to other state of the art approaches.
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Visual Teach and Repeat 3 (VT&R3), a generalization of stereo VT&R, achieves long-term autonomous path-following using topometric mapping and localization from a single rich sensor stream. In this paper, we improve the capabilities of a LiDAR implementation of VT&R3 to reliably detect and avoid obstacles in changing environments. Our architecture simplifies the obstacle-perception problem to that of place-dependent change detection. We then extend the behaviour of generic sample-based motion planners to better suit the teach-and-repeat problem structure by introducing a new edge-cost metric paired with a curvilinear planning space. The resulting planner generates naturally smooth paths that avoid local obstacles while minimizing lateral path deviation to best exploit prior terrain knowledge. While we use the method with VT&R, it can be generalized to suit arbitrary path-following applications. Experimental results from online run-time analysis, unit testing, and qualitative experiments on a differential drive robot show the promise of the technique for reliable long-term autonomous operation in complex unstructured environments.
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While the capabilities of autonomous systems have been steadily improving in recent years, these systems still struggle to rapidly explore previously unknown environments without the aid of GPS-assisted navigation. The DARPA Subterranean (SubT) Challenge aimed to fast track the development of autonomous exploration systems by evaluating their performance in real-world underground search-and-rescue scenarios. Subterranean environments present a plethora of challenges for robotic systems, such as limited communications, complex topology, visually-degraded sensing, and harsh terrain. The presented solution enables long-term autonomy with minimal human supervision by combining a powerful and independent single-agent autonomy stack, with higher level mission management operating over a flexible mesh network. The autonomy suite deployed on quadruped and wheeled robots was fully independent, freeing the human supervision to loosely supervise the mission and make high-impact strategic decisions. We also discuss lessons learned from fielding our system at the SubT Final Event, relating to vehicle versatility, system adaptability, and re-configurable communications.
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For long-term simultaneous planning, localization and mapping (SPLAM), a robot should be able to continuously update its map according to the dynamic changes of the environment and the new areas explored. With limited onboard computation capabilities, a robot should also be able to limit the size of the map used for online localization and mapping. This paper addresses these challenges using a memory management mechanism, which identifies locations that should remain in a Working Memory (WM) for online processing from locations that should be transferred to a Long-Term Memory (LTM). When revisiting previously mapped areas that are in LTM, the mechanism can retrieve these locations and place them back in WM for online SPLAM. The approach is tested on a robot equipped with a short-range laser rangefinder and a RGB-D camera, patrolling autonomously 10.5 km in an indoor environment over 11 sessions while having encountered 139 people.
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在过去几年中，自动驾驶一直是最受欢迎，最具挑战性的主题之一。在实现完全自治的道路上，研究人员使用了各种传感器，例如LIDAR，相机，惯性测量单元（IMU）和GPS，并开发了用于自动驾驶应用程序的智能算法，例如对象检测，对象段，障碍，避免障碍物，避免障碍物和障碍物，以及路径计划。近年来，高清（HD）地图引起了很多关注。由于本地化中高清图的精度和信息水平很高，因此它立即成为自动驾驶的关键组成部分之一。从Baidu Apollo，Nvidia和TomTom等大型组织到个别研究人员，研究人员创建了用于自主驾驶的不同场景和用途的高清地图。有必要查看高清图生成的最新方法。本文回顾了最新的高清图生成技术，这些技术利用了2D和3D地图生成。这篇评论介绍了高清图的概念及其在自主驾驶中的有用性，并详细概述了高清地图生成技术。我们还将讨论当前高清图生成技术的局限性，以激发未来的研究。
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我们解决了LIDAR的数据增强问题。给出了从某个位置的场景的激光雷达扫描，如何从不同的次要位置模拟那场景的新扫描？该方法定义了选择有效辅助位置的标准，然后估计来自这些位置的扫描仪获取来自原始点云的点。我们使用合成场景验证该方法，并检查产生的点云的相似性如何取决于扫描仪距离，遮挡和角度分辨率。我们表明该方法在短距离中更准确，并且对于原始点云具有高扫描仪分辨率对产生的点云的相似性有很大影响。我们还展示了该方法如何应用于自然场景统计数据：特别是，我们应用我们的方法来水平和垂直地重新定位扫描仪，分别考虑属于地面的点和非接地物体，并描述了对分布的影响距离这两类点的距离。
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2D和3D建筑图提供了宝贵的信息，以了解人类活动及其对地球及其环境的影响。尽管为提高建筑地图的质量而做出了巨大努力，但自动化方法产生的当前大规模建筑地图仍存在许多错误和不确定性，并且通常仅限于提供2D建筑信息。这项研究提出了一种开源无监督的2D和3D建筑物提取算法，并带有适用于大型建筑物映射的机载LIDAR数据。我们的算法以完全无监督的方式运行，不需要任何培训标签或培训程序。我们的算法由形态过滤和基于平面的过滤组成。因此，计算是有效的，结果易于预测，这可以大大减少所得建筑图中的不确定性。丹佛和纽约市的大规模数据集（> 550 $ km^2 $）的定量和定性评估表明，我们的算法比通过基于深度学习的方法生成的Microsoft Building Footprints可以产生更准确的建筑图。在不同条件下进行的广泛评估证实，我们的算法是可扩展的，可以通过适当的参数选择进一步改进。我们还详细介绍了参数和潜在错误来源的影响，以帮助我们算法的潜在用户。我们的基于激光雷达的算法具有优势，即生成2D和3D构建图在计算上有效，而它产生了准确且可解释的结果。我们提出的算法为带有机载激光雷达数据的全球尺度2D和3D建筑物映射提供了巨大的潜力。
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对于在城市环境中导航的自主机器人，对于机器人而言，要保持在指定的旅行路径（即小径），并避免使用诸如草和花园床之类的区域，以确保安全和社会符合性考虑因素。本文为未知的城市环境提供了一种自主导航方法，该方法结合了语义分割和激光雷达数据的使用。所提出的方法使用分段的图像掩码创建环境的3D障碍物图，从中计算了人行道的边界。与现有方法相比，我们的方法不需要预先建造的地图，并提供了对安全区域的3D理解，从而使机器人能够计划通过人行道的任何路径。将我们的方法与仅使用LiDAR或仅使用语义分割的两种替代方案进行比较的实验表明，总体而言，我们所提出的方法在户外的成功率大于91％的成功率，并且在室内大于66％。我们的方法使机器人始终保持在安全的旅行道路上，并减少了碰撞数量。
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在自动驾驶的背景下，车辆本质上肯定会遇到更多的极端天气，在此期间必须确保公共安全。随着气候迅速变化，大暴风雪的频率有望增加，并成为安全导航的主要威胁。尽管有许多文献旨在提高对冬季条件的导航弹性，但缺乏标准指标来量化与降水有关的LIDAR传感器的可见性丧失。本章提出了一个新颖的指标，以实时量化LIDAR可见性损失，并依赖气象研究领域的可见性概念。我们在加拿大不良驾驶条件（CADC）数据集上评估了该指标，将其与基于最先进的激光雷达的本地化算法的性能相关联，并评估在本地化过程之前过滤点云的好处。我们表明，迭代最接近的点（ICP）算法令人惊讶地抵抗降雪，但是突然的事件（例如雪地）可以极大地阻碍其准确性。我们讨论了此类事件，并证明需要更好地关注这些极端事件以量化其效果。
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我们的运输世界正在迅速转变，自治水平不断提高。但是，为了获得全自动车辆的许可以供广泛的公众使用，有必要确保整个系统的安全性，这仍然是一个挑战。这尤其适用于基于AI的感知系统，这些系统必须处理各种环境条件和道路使用者，与此同时，应强调地检测所有相关的对象（即不应发生检测失误）。然而，有限的培训和验证数据可以证明无故障操作几乎无法实现，因为感知系统可能会暴露于公共道路上的新事物或未知的物体或条件。因此，需要针对基于AI的感知系统的新安全方法。因此，我们在本文中提出了一种新型的层次监视方法，能够从主要感知系统验证对象列表，可以可靠地检测检测失误，同时具有非常低的错误警报率。
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本文介绍了Cerberus机器人系统系统，该系统赢得了DARPA Subterranean挑战最终活动。出席机器人自主权。由于其几何复杂性，降解的感知条件以及缺乏GPS支持，严峻的导航条件和拒绝通信，地下设置使自动操作变得特别要求。为了应对这一挑战，我们开发了Cerberus系统，该系统利用了腿部和飞行机器人的协同作用，再加上可靠的控制，尤其是为了克服危险的地形，多模式和多机器人感知，以在传感器退化，以及在传感器退化的条件下进行映射以及映射通过统一的探索路径计划和本地运动计划，反映机器人特定限制的弹性自主权。 Cerberus基于其探索各种地下环境及其高级指挥和控制的能力，表现出有效的探索，对感兴趣的对象的可靠检测以及准确的映射。在本文中，我们报告了DARPA地下挑战赛的初步奔跑和最终奖项的结果，并讨论了为社区带来利益的教训所面临的亮点和挑战。
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在未来几十年中，自动驾驶将普遍存在。闲置在交叉点上提高自动驾驶的安全性，并通过改善交叉点的交通吞吐量来提高效率。在闲置时，路边基础设施通过卸载从车辆到路边基础设施的知觉和计划，在交叉路口远程驾驶自动驾驶汽车。为了实现这一目标，iDriving必须能够以全帧速率以较少100毫秒的尾声处理大量的传感器数据，而无需牺牲准确性。我们描述了算法和优化，使其能够使用准确且轻巧的感知组件实现此目标，该组件是从重叠传感器中得出的复合视图的原因，以及一个共同计划多个车辆的轨迹的计划者。在我们的评估中，闲置始终确保车辆的安全通过，而自动驾驶只能有27％的时间。与其他方法相比，闲置的等待时间还要低5倍，因为它可以实现无流量的交叉点。
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在本文中，我们提出了一种从3D点云生成分层的体积拓扑图的方法。我们的地图中有三个基本的分层级别：$ Storey - Region - 卷$。我们的方法的优点在输入和输出中反映。在输入方面，我们接受多层点云和建筑结构，倾斜的屋顶或天花板。在输出方面，我们可以使用不同维度的度量信息来生成结果，适用于不同的机器人应用。算法通过从3D Voxel占用映射生成$卷$来生成体积表示。然后，我们加入$段落$ s（$卷$之间的连接），将小$卷$组合成一个大多数$地区$，并使用2D分段方法进行更好的拓扑表示。我们在几个可自由的数据集中评估我们的方法。实验突出了我们的方法的优势。
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谷仓（基准自动驾驶机器人导航）挑战在宾夕法尼亚州费城的2022年IEEE国际机器人和自动化国际会议（ICRA 2022）举行。挑战的目的是评估最先进的自动地面导航系统，以安全有效的方式将机器人通过高度约束的环境移动。具体而言，任务是将标准化的差分驱动地面机器人从预定义的开始位置导航到目标位置，而不会与模拟和现实世界中的任何障碍相撞。来自世界各地的五支球队参加了合格的模拟比赛，其中三支受邀在费城会议中心的一组身体障碍课程中相互竞争。竞争结果表明，尽管表面上显得简单，即使对于经验丰富的机器人主义者来说，在高度约束空间中的自主地面导航实际上远非解决问题。在本文中，我们讨论了挑战，前三名获胜团队所使用的方法以及学到的教训以指导未来的研究。
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